Question

饮用水中的NO₃^-对人类健康会产生危害，为了降低饮用水中NO₃^-的浓度，某饮用水研究人员提出，在碱性条件下用铝粉将NO₃^-还原为N₂，其化学方程式为Al+NaNO₃+NaOH-NaAlO₂+N₂↑+H₂O （未配平）．请回答下列问题：
（1）上述反应中，

 

元素的化合价升高，则该元素的原子

 

（填“得到”或“失去”）电子；而

 

元素的化合价降低，则该元素的原子被

 

（填“氧化”或“还原”）．
（2）配平上述反应：

 

Al+

 

NaNO₃+

 

NaOH=

 

NaAlO₂+

 

N₂↑+

 

H₂O
（3）用“双线桥法”表示反应中电子转移的方向和数目：

 

（4）上述反应中若标准状况下产生11.2L气体物质，则转移电子的数目为

 

．

Answer 1

考点：氧化还原反应,氧化还原反应的电子转移数目计算,氧化还原反应方程式的配平

专题：

分析：Al+NaNO₃+NaOH-NaAlO₂+N₂↑+H₂O中，Al元素化合价升高，被氧化，N元素化合价降低，被还原，结合化合价的变化判断电子的得失以及电子转移的方向和数目．

解答： 解：（1）Al元素的化合价升高，失去电子，Al被氧化作还原剂，NaNO₃中N元素化合价降低得电子，被还原，
故答案为：Al；失去； N；还原；
（2）反应中Al→AlO₂^-，Al元素化合价由0价升高为+3价，共升高3价，NO₃^-→N₂↑，氮元素化合价由+5价降低为0价，共降低10价，化合价升降最小公倍数为30，故Al的系数为10，N₂系数为3，由氮元素守恒可知系数为6，由Al元素守恒可知系数为10，由电荷守恒可知OH^-系数为4，由H元素守恒可知H₂O前面的系数为2，方程式为10Al+6NaNO₃+4NaOH=10NaAlO₂+3N₂↑+2H₂O，
故答案为：10；6；4；10；3；2；
（3）该反应中只有Al元素失电子化合价升高，Al元素化合价由0价变为+3价，所以10molAl完全反应转移电子的物质的量为30mol，则转移电子数为30N_A；该反应中Al元素化合价由0价变为+3价，N元素化合价由+5价变为0价，根据方程式知，该反应中转移电子数是30，用双线桥表示电子转移方向和数目为，
故答案为：；

（4）产生11.2L气体，物质的量为0.5mol，则转移的电子的物质的量为0.5mol×2×（5-0）=5mol，数目为3.01×10²⁴或者5N_A，
故答案为：3.01×10²⁴或者5N_A

点评：本题考查氧化还原反应，为高考常见题型，把握反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重氧化还原反应基本概念及转移电子的考查，题目难度不大．