Question

7．含氮廢水進(jìn)入水體中對(duì)環(huán)境造成的污染越來(lái)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(duì)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(qǐng)寫(xiě)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(lái)處理泄漏的NaCN，處理后產(chǎn)生有刺激性氣味的氨氣與NaHCO₃，請(qǐng)寫(xiě)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(lái)處理泄漏的NaCN．請(qǐng)用文字結(jié)合方程式解釋NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN．

Answer 1

分析 （一）（1）該反應(yīng)中N元素化合價(jià)由+5價(jià)變?yōu)?價(jià)、Al元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?3價(jià)，轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為30，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式；
 （2）化合價(jià)升高的反應(yīng)物失電子，得電子化合價(jià)降低的反應(yīng)物是氧化劑，氧化劑對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物是還原產(chǎn)物；根據(jù)還原產(chǎn)物與轉(zhuǎn)移電子之間關(guān)系式計(jì)算；
（3）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算消耗Al的物質(zhì)的量；
（二）（1）NaCN遇水就會(huì)產(chǎn)生劇毒物質(zhì)HCN，同時(shí)生成OH^-；
（2）雙氧水來(lái)處理泄漏的NaCN，處理后產(chǎn)生有刺激性氣味的氨氣與NaHCO₃，根據(jù)反應(yīng)物和生成物書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式；
（3）酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能氧化NaCN，但酸性高錳酸鉀溶液中含有稀硫酸，能和NaCN發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)．

解答 解：（一）（1）該反應(yīng)中N元素化合價(jià)由+5價(jià)變?yōu)?價(jià)、Al元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?3價(jià)，轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為30，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、原子守恒配平方程式為6NO₃^-+10Al+18H₂O=3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，
故答案為：6；10；18；3；10；6；
 （2）化合價(jià)升高的反應(yīng)物失電子，N元素化合價(jià)由+5價(jià)變?yōu)?價(jià)、Al元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?3價(jià)，所以失電子的物質(zhì)是Al；
得電子化合價(jià)降低的反應(yīng)物是氧化劑，氧化劑對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物是還原產(chǎn)物，則氧化劑是硝酸根離子，所以還原產(chǎn)物是N₂；
每生成1mol還原產(chǎn)物，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目=1mol×2×（5-0）×N_A/mol=10N_A，
故答案為：Al；N₂；10N_A；
（3）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得消耗n（Al）=$\frac{0.3mol×（5-0）}{3-0}$=0.5mol，故答案為：0.5mol；
（二）（1）NaCN為強(qiáng)堿弱酸鹽，氫氰根離子和水發(fā)生水解反應(yīng)生成劇毒物質(zhì)HCN，同時(shí)生成OH^-，其水解離子方程式為CN^-+H₂O?HCN+OH^-，故答案為：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
（2）雙氧水來(lái)處理泄漏的NaCN，處理后產(chǎn)生有刺激性氣味的氨氣與NaHCO₃，根據(jù)反應(yīng)物和生成物書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式為，故答案為：NaCN+H₂O₂+H₂O=NaHCO₃+NH₃↑；
（3）酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能氧化NaCN，但酸性高錳酸鉀溶液中含有稀硫酸，能和NaCN發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成劇毒物質(zhì)HCN，所以不能用酸性高錳酸鉀溶液處理，反應(yīng)方程式為NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN，故答案為：不能；NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)、水解反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查化學(xué)反應(yīng)原理，明確物質(zhì)性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)基本概念及基本計(jì)算是解本題關(guān)鍵，注意計(jì)算過(guò)程中守恒法的應(yīng)用，題目難度不大．