Question

含氮廢水進入水體而對環(huán)境造成的污染越來越嚴重．某校環(huán)保小組的同學認為可以用金屬鋁將水中的NO₃^-還原為N₂，從而消除污染．
（1）配平以下有關的離子反應方程式：
______NO₃^-+______ Al+______H₂O______N₂↑+______Al（OH）₃+______OH^-
（2）以上反應中，失電子的物質是______，還原產物是______，每生成1mol這種還原產物，將有______摩爾電子發(fā)生轉移．
（3）現需除去1m³含氮0.3mol的廢水中的NO₃^-（設氮元素都以NO₃^-的形式存在），則至少需要消耗金屬鋁______克．
（4）你對以上治理污染的方案有何評價？______．

Answer 1

解：（1）氯元素化合價共升高了3價，兩氮元素化合價共降低了10價，根據得失電子守恒，則需要轉移電子30mol，所以金屬鋁的前面系數是10，硝酸根前面系數是6，氮氣前面系數是3，根據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）氧化還原反應中，化合價升高元素Al失去電子，化合價降低的N元素對應的產物氮氣是還原產物，根據化學方程式可以知道，生成3mol的氮氣轉移電子是30mol，當生成1mol氮氣時，轉移電子是10mol，故答案為：Al；N₂；10；
（3）因為含氮0.3mol的廢水中的NO₃^-的物質的量為0.3mol，根據化學方程式，0.3mol的硝酸根離子消耗金屬鋁的物質的量為0.5mol，所以需要金屬鋁的質量是：0.5mol×27g/mol=13.5g，故答案為：13.5；
（4）該方案的治理成本較高并且Al（OH）₃溶于OH^-會造成水體新的污染，
故答案為：該方案的治理成本較高（或Al（OH）₃溶于OH^-會造成水體新的污染等等）．
分析：（1）根據電子守恒和原子守恒來配平化學方程式；
（2）氧化還原反應中，化合價升高元素失去電子，化合價降低元素對應的產物是還原產物，根據化學方程式來計算反應轉移電子的量；
（3）根據化學方程式中硝酸根離子和金屬鋁之間的關系來計算回答；
（4）根據化學反應結合實際來回答．
點評：本題是一道有關氧化還原知識的題目，要求學生熟記教材知識，并靈活應用．