Question

19．含氮廢水進入水體中對環(huán)境造成的污染越來越嚴重．
（一）某校環(huán)保小組的同學(xué)認為可以用金屬鋁將水中的NO₃^-還原成N₂，從而消除氮污染．
（1）配平以下有關(guān)的離子反應(yīng)方程式：
6NO₃^-+10Al+18H₂O→3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-
（2）以上反應(yīng)中失電子的物質(zhì)是Al，還原產(chǎn)物是N₂，每生成1mol還原產(chǎn)物，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為10N_A．
（3）現(xiàn)需除去1m³含氮0.3mol的廢水中的NO₃^- （設(shè)氮元素都以NO₃^-的形式存在），則至少需要消耗金屬鋁的物質(zhì)的量為0.5mol．
（二）8月12日天津海瑞公司危險品爆炸導(dǎo)致NaCN泄漏，對周邊的環(huán)境造成極大的威脅．
（1）NaCN遇水就會產(chǎn)生劇毒物質(zhì)HCN，請寫出其離子方程式CN^-+H₂O?HCN+OH^-
（2）天津此次事故中是用雙氧水來處理泄漏的NaCN，處理后產(chǎn)生有刺激性氣味的氨氣與NaHCO₃，請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式NaCN+H₂O₂+H₂O=NaHCO₃+NH₃↑
（3）此次事故中不能（填“能”或“不能”）用酸性高錳酸鉀來處理泄漏的NaCN．請用文字結(jié)合方程式解釋酸化的高錳酸鉀中的氫離子與NaCN反應(yīng)生成HCN，即NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN．

Answer 1

分析 （一）（1）分析反應(yīng)中元素化合價變化，找出化合價升高的和化合價降低的元素，依據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒規(guī)律結(jié)合原子個數(shù)守恒配平方程式；
根據(jù)所含元素化合價升高的反應(yīng)物為還原劑，其對應(yīng)的產(chǎn)物為還原產(chǎn)物，所含元素化合價降低的反應(yīng)物為氧化劑，對應(yīng)還原產(chǎn)物，結(jié)合離子方程式計算轉(zhuǎn)移電子數(shù)目；
（3）依據(jù)方程式：6NO₃^-+10Al+18H₂O═3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，計算解答；
（二）（1）NaCN為強堿弱酸鹽，水解生成HCN和氫氧化鈉；
氰化鈉與雙氧水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氨氣；
（3）HCN酸性非常弱，依據(jù)強酸制備弱酸原理分析解答．

解答 解：（一）（1）NO₃^-中氮的化合價由+5價降低為0價，變化5，Al的化合價由0價升高為+3價，變化3，要使氧化還原反應(yīng)得失電子守恒，則硝酸根硝酸根系數(shù)為6，鋁系數(shù)為10，依據(jù)原子個數(shù)守恒反應(yīng)方程式為：6NO₃^-+10Al+18H₂O═3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，
故答案為：6、10、18、3、10、6；
6NO₃^-+10Al+18H₂O═3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-中，鋁化合價升高，失去電子；硝酸根離子中N化合價降低，硝酸根為氧化劑，對應(yīng)產(chǎn)物氮氣為還原產(chǎn)物；依據(jù)6NO₃^-～3N₂～30e-，可知每生成1mol還原產(chǎn)物，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為10mol，個數(shù)為10N_A；
故答案為：Al；N₂；10N_A；
（3）因為含氮0.3mol的廢水中的NO₃^-的物質(zhì)的量為0.3mol，根據(jù)化學(xué)方程式6NO₃^-+10Al+18H₂O═3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，0.3mol的硝酸根離子消耗金屬鋁的物質(zhì)的量為$\frac{0.3mol×10}{6}$=0.5mol，
故答案為：0.5mol；
（二）（1）NaCN為強堿弱酸鹽，水解生成HCN和氫氧化鈉，離子方程式：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
故答案為：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
（2）氰化鈉與雙氧水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氨氣，化學(xué)方程式：NaCN+H₂O₂+H₂O=NaHCO₃+NH₃↑；
故答案為：NaCN+H₂O₂+H₂O=NaHCO₃+NH₃↑；
（3）HCN酸性非常弱，酸化的高錳酸鉀中含有大量氫離子，依據(jù)強酸制備弱酸原理能生成大量有毒的HCN，方程式：NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN；
故答案為：不能；酸化的高錳酸鉀中的氫離子與NaCN反應(yīng)生成HCN，即NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN．

點評 本題考查了離子方程式的配平、氧化還原反應(yīng)、水解反應(yīng)等，題目涉及的知識點較多，側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力，題目難度中等，注意把握氧化還原反應(yīng)的分析方法．