Question

19．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：
6NO₃^-+10Al+18H₂O→3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-
（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酸化的高锰酸钾中的氢离子与NaCN反应生成HCN，即NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN．

Answer 1

分析 （一）（1）分析反应中元素化合价变化，找出化合价升高的和化合价降低的元素，依据氧化还原反应得失电子守恒规律结合原子个数守恒配平方程式；
根据所含元素化合价升高的反应物为还原剂，其对应的产物为还原产物，所含元素化合价降低的反应物为氧化剂，对应还原产物，结合离子方程式计算转移电子数目；
（3）依据方程式：6NO₃^-+10Al+18H₂O═3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，计算解答；
（二）（1）NaCN为强碱弱酸盐，水解生成HCN和氢氧化钠；
氰化钠与双氧水发生氧化还原反应生成碳酸氢钠和氨气；
（3）HCN酸性非常弱，依据强酸制备弱酸原理分析解答．

解答 解：（一）（1）NO₃^-中氮的化合价由+5价降低为0价，变化5，Al的化合价由0价升高为+3价，变化3，要使氧化还原反应得失电子守恒，则硝酸根硝酸根系数为6，铝系数为10，依据原子个数守恒反应方程式为：6NO₃^-+10Al+18H₂O═3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，
故答案为：6、10、18、3、10、6；
6NO₃^-+10Al+18H₂O═3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-中，铝化合价升高，失去电子；硝酸根离子中N化合价降低，硝酸根为氧化剂，对应产物氮气为还原产物；依据6NO₃^-～3N₂～30e-，可知每生成1mol还原产物，转移电子数为10mol，个数为10N_A；
故答案为：Al；N₂；10N_A；
（3）因为含氮0.3mol的废水中的NO₃^-的物质的量为0.3mol，根据化学方程式6NO₃^-+10Al+18H₂O═3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，0.3mol的硝酸根离子消耗金属铝的物质的量为$\frac{0.3mol×10}{6}$=0.5mol，
故答案为：0.5mol；
（二）（1）NaCN为强碱弱酸盐，水解生成HCN和氢氧化钠，离子方程式：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
故答案为：CN^-+H₂O?HCN+OH^-；
（2）氰化钠与双氧水发生氧化还原反应生成碳酸氢钠和氨气，化学方程式：NaCN+H₂O₂+H₂O=NaHCO₃+NH₃↑；
故答案为：NaCN+H₂O₂+H₂O=NaHCO₃+NH₃↑；
（3）HCN酸性非常弱，酸化的高锰酸钾中含有大量氢离子，依据强酸制备弱酸原理能生成大量有毒的HCN，方程式：NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN；
故答案为：不能；酸化的高锰酸钾中的氢离子与NaCN反应生成HCN，即NaCN+H₂SO₄=Na₂SO₄+HCN．

点评 本题考查了离子方程式的配平、氧化还原反应、水解反应等，题目涉及的知识点较多，侧重于考查学生对基础知识的应用能力，题目难度中等，注意把握氧化还原反应的分析方法．