Question

7．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）该反应中N元素化合价由+5价变为0价、Al元素化合价由0价变为+3价，转移电子总数为30，根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式；
 （2）化合价升高的反应物失电子，得电子化合价降低的反应物是氧化剂，氧化剂对应的产物是还原产物；根据还原产物与转移电子之间关系式计算；
（3）根据转移电子守恒计算消耗Al的物质的量；
（二）（1）NaCN遇水就会产生剧毒物质HCN，同时生成OH^-；
（2）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，根据反应物和生成物书写化学方程式；
（3）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化NaCN，但酸性高锰酸钾溶液中含有稀硫酸，能和NaCN发生复分解反应．

解答 解：（一）（1）该反应中N元素化合价由+5价变为0价、Al元素化合价由0价变为+3价，转移电子总数为30，根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式为6NO₃^-+10Al+18H₂O=3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，
故答案为：6；10；18；3；10；6；
 （2）化合价升高的反应物失电子，N元素化合价由+5价变为0价、Al元素化合价由0价变为+3价，所以失电子的物质是Al；
得电子化合价降低的反应物是氧化剂，氧化剂对应的产物是还原产物，则氧化剂是硝酸根离子，所以还原产物是N₂；
每生成1mol还原产物，转移的电子数目=1mol×2×（5-0）×N_A/mol=10N_A，
故答案为：Al；N₂；10N_A；
（3）根据转移电子守恒得消耗n（Al）=$\frac{0.3mol×（5-0）}{3-0}$=0.5mol，故答案为：0.5mol；
（二）（1）NaCN为强碱弱酸盐，氢氰根离子和水发生水解反应生成剧毒物质HCN，同时生成OH^-，其水解离子方程式为CN^-+H₂O?HCN+OH^-，故答案为：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
（2）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，根据反应物和生成物书写化学方程式为，故答案为：NaCN+H₂O₂+H₂O=NaHCO₃+NH₃↑；
（3）酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化NaCN，但酸性高锰酸钾溶液中含有稀硫酸，能和NaCN发生复分解反应生成剧毒物质HCN，所以不能用酸性高锰酸钾溶液处理，反应方程式为NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN，故答案为：不能；NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN．

点评 本题考查氧化还原反应、水解反应、复分解反应等知识点，侧重考查化学反应原理，明确物质性质、氧化还原反应基本概念及基本计算是解本题关键，注意计算过程中守恒法的应用，题目难度不大．