Question

10．含氮废水进入水体中对环境造成的污染越来越严重．
（一）某校环保小组的同学认为可以用金属铝将水中的NO₃^-还原成N₂，从而消除氮污染．
（1）配平以下有关的离子反应方程式：□NO₃^-+□Al+□H₂O→□N₂↑+□Al（OH）₃+□OH^-
（2）以上反应中失电子的物质是Al，还原产物是N₂，每生成1mol还原产物，转移的电子数目为10N_A．
（3）现需除去1m³含氮0.3mol的废水中的NO₃^- （设氮元素都以NO₃^-的形式存在），则至少需要消耗金属铝的物质的量为0.5mol．
（二）8月12日天津海瑞公司危险品爆炸导致NaCN泄漏，对周边的环境造成极大的威胁．
（1）NaCN遇水就会产生剧毒物质HCN，请写出其离子方程式CN^-+H₂O?HCN+OH^-
（2）．天津此次事故中是用双氧水来处理泄漏的NaCN，处理后产生有刺激性气味的氨气与NaHCO₃，请写出该反应的化学方程式NaCN+H₂O₂+H₂O=NaHCO₃+NH₃↑
（3）此次事故中不能（填“能”或“不能”）用酸性高锰酸钾来处理泄漏的NaCN．请用文字结合方程式解释NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN．

Answer 1

分析 （一）（1）根据电子守恒和原子守恒来配平化学方程式；
（2）氧化还原反应中，化合价升高元素失去电子，化合价降低元素对应的产物是还原产物，根据化学方程式来计算反应转移电子的量；
（3）根据化学方程式中硝酸根离子和金属铝之间的关系来计算回答；
（二）（1）NaCN为强碱弱酸盐，水解生成HCN和氢氧化钠；
（2）氰化钠与双氧水发生氧化还原反应生成碳酸氢钠和氨气；
（3）HCN酸性非常弱，依据强酸制备弱酸原理分析解答．

解答 解：（一）（1）氯元素化合价共升高了3价，两氮元素化合价共降低了10价，根据得失电子守恒，则需要转移电子30mol，所以金属铝的前面系数是10，硝酸根前面系数是6，氮气前面系数是3，根据原子守恒配平氢原子和氧原子即可，即6NO₃^-+10Al+18H₂O═3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，
故答案为：6；10；18；3；10；6；
（2）氧化还原反应中，化合价升高元素Al失去电子，化合价降低的N元素对应的产物N₂是还原产物，根据化学方程式可知，生成3mol的氮气转移电子是30mol，当生成1mol氮气时，转移电子是10mol，所以转移电子数为：10N_A，故答案为：Al；N₂；10N_A；
（3）因为含氮0.3mol的废水中的NO₃^-的物质的量为0.3mol，由化学方程式可知，0.3mol的硝酸根离子消耗金属铝的物质的量为0.5mol，故答案为：0.5mol；
（二）（1）NaCN为强碱弱酸盐，水解生成HCN和氢氧化钠，离子方程式：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
故答案为：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
（2）氰化钠与双氧水发生氧化还原反应生成碳酸氢钠和氨气，化学方程式：NaCN+H₂O₂+H₂O=NaHCO₃+NH₃↑；
故答案为：NaCN+H₂O₂+H₂O=NaHCO₃+NH₃↑；
（3）HCN酸性非常弱，酸化的高锰酸钾中含有大量氢离子，依据强酸制备弱酸原理能生成大量有毒的HCN，方程式：NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN；
故答案为：不能；NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN．

点评 本题考查了氧化还原反应、盐类的水解，明确氧化还原反应得失电子守恒规律、盐类水解规律是解题关键，题目难度中等．