Question

（2009?金华模拟）含氮废水进入水体而对环境造成的污染越来越严重．某校环保小组的同学认为可以用金属铝将水中的NO₃^-还原为N₂，从而消除污染．
（1）配平以下有关的离子反应方程式：

6

NO₃^-+

10

 Al+

18

H₂O

3

N₂↑+

10

Al（OH）₃+

6

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这种还原产物，将有

10

摩尔电子发生转移．
（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

13.5

克．
（4）你对以上治理污染的方案有何评价？

该方案的治理成本较高（或Al（OH）₃溶于OH^-会造成水体新的污染等等）

．

Answer 1

分析：（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；
（4）根据化学反应结合实际来回答．

解答：解：（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元素对应的产物氮气是还原产物，根据化学方程式可以知道，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，故答案为：Al；N₂；10；
（3）因为含氮0.3mol的废水中的NO₃^-的物质的量为0.3mol，根据化学方程式，0.3mol的硝酸根离子消耗金属铝的物质的量为0.5mol，所以需要金属铝的质量是：0.5mol×27g/mol=13.5g，故答案为：13.5；
（4）该方案的治理成本较高并且Al（OH）₃溶于OH^-会造成水体新的污染，
故答案为：该方案的治理成本较高（或Al（OH）₃溶于OH^-会造成水体新的污染等等）．

点评：本题是一道有关氧化还原知识的题目，要求学生熟记教材知识，并灵活应用．