Question

20．环境专家认为可以用铝将水中的NO₃^- 转化为N₂，从而清除污染．该反应中涉及的粒子有：H₂O、Al、OH^-、Al（OH）₃、NO₃^-、N₂，请将各粒子分别填入以下空格（请将整个方程式配平后写在答题纸上）．
NO₃^-+10Al+18H₂O→10Al（OH）₃+3N₂↑+6OH^-
该反应过程中，被氧化与被还原的元素的物质的量之比为5：3．

Answer 1

分析 反应中NO₃^-→N₂，N元素化合价由+5价降低为0价，共降低10价，Al→Al（OH）₃，Al元素化合价由0价升高为+3价，共升高3价，根据电荷守恒可知OH^-是生成物，由H元素守恒可知H₂O是反应物，化合价升降最小公倍数为30，故N₂系数为3，Al系数为10，根据电荷守恒、元素守恒配平其它物质的系数；根据方程式判断被氧化与被还原的元素的物质的量之比．

解答 解：反应中NO₃^-→N₂，N元素化合价由+5价降低为0价，共降低10价，Al→Al（OH）₃，Al元素化合价由0价升高为+3价，共升高3价，根据电荷守恒可知OH^-是生成物，由H元素守恒可知H₂O是反应物，化合价升降最小公倍数为30，故N₂系数为3，Al系数为10，根据N元素守恒可知NO₃^-系数为6，根据Al元素守恒可知Al（OH）₃系数为10，电荷守恒可知OH^-系数为6，根据H元素守恒可知H₂O系数为，配平后离子方程式为6NO₃^-+10Al+18H₂O=10Al（OH）₃+3N₂+6OH^-．由方程式可知被氧化与被还原的元素的物质的量之比10：6=5：3．
故答案为：10Al、18H₂O=10Al（OH）₃、3N₂↑、6OH^-；5：3．

点评 本题主要考查氧化还原反应配平及其概念的判断，难度中等，抓住氧化还原反应的特征及其得失电子守恒进行配平，难度不大．