Question

10．含氮廢水進(jìn)入水體中對環(huán)境造成的污染越來越嚴(yán)重．
（一）某校環(huán)保小組的同學(xué)認(rèn)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：□NO₃^-+□Al+□H₂O→□N₂↑+□Al（OH）₃+□OH^-
（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(xiǎn)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(huì)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NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN．

Answer 1

分析 （一）（1）根據(jù)電子守恒和原子守恒來配平化學(xué)方程式；
（2）氧化還原反應(yīng)中，化合價(jià)升高元素失去電子，化合價(jià)降低元素對應(yīng)的產(chǎn)物是還原產(chǎn)物，根據(jù)化學(xué)方程式來計(jì)算反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的量；
（3）根據(jù)化學(xué)方程式中硝酸根離子和金屬鋁之間的關(guān)系來計(jì)算回答；
（二）（1）NaCN為強(qiáng)堿弱酸鹽，水解生成HCN和氫氧化鈉；
（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；
（3）HCN酸性非常弱，依據(jù)強(qiáng)酸制備弱酸原理分析解答．

解答 解：（一）（1）氯元素化合價(jià)共升高了3價(jià)，兩氮元素化合價(jià)共降低了10價(jià)，根據(jù)得失電子守恒，則需要轉(zhuǎn)移電子30mol，所以金屬鋁的前面系數(shù)是10，硝酸根前面系數(shù)是6，氮?dú)馇懊嫦禂?shù)是3，根據(jù)原子守恒配平氫原子和氧原子即可，即6NO₃^-+10Al+18H₂O═3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，
故答案為：6；10；18；3；10；6；
（2）氧化還原反應(yīng)中，化合價(jià)升高元素Al失去電子，化合價(jià)降低的N元素對應(yīng)的產(chǎn)物N₂是還原產(chǎn)物，根據(jù)化學(xué)方程式可知，生成3mol的氮?dú)廪D(zhuǎn)移電子是30mol，當(dāng)生成1mol氮?dú)鈺r(shí)，轉(zhuǎn)移電子是10mol，所以轉(zhuǎn)移電子數(shù)為：10N_A，故答案為：Al；N₂；10N_A；
（3）因?yàn)楹��?.3mol的廢水中的NO₃^-的物質(zhì)的量為0.3mol，由化學(xué)方程式可知，0.3mol的硝酸根離子消耗金屬鋁的物質(zhì)的量為0.5mol，故答案為：0.5mol；
（二）（1）NaCN為強(qiáng)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(qiáng)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；NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN．

點(diǎn)評 本題考查了氧化還原反應(yīng)、鹽類的水解，明確氧化還原反應(yīng)得失電子守恒規(guī)律、鹽類水解規(guī)律是解題關(guān)鍵，題目難度中等．