Question

日常饮用水中NO 3 一 的含量是水质卫生检验的重要标准之一，达到一定浓度时会对人类健康产生危害，为了

日常饮用水中NO 3 一 的含量是水质卫生检验的重要标准之一，达到一定浓度时会对人类健康产生危害，为了降低饮用水中NO 3 一 的浓度，某兴趣小组提出如下方案： 请回答下列问题：（1）该方案在调节pH时，若pH过大或过小都会造成 的利用率降低。（2）已知过滤后得到的滤液中几乎不含铝元素。①在溶液中铝粉和NO 3 一 反应的离子方程式为 。②滤渣在空气中煅烧过程中涉及的相关反应方程式为 （3）用H 2 催化还原法也可降低饮用水中NO 3 — 的浓度，已知反应中的还原产物和氧化产物均可参与大气循环，则催化还原法的离子方程式为 。（4）饮用水中的NO 3 － 主要来自于NH 4 ＋ 。已知在微生物作用下，NH 4 ＋ 经过两步反应被氧化成NO 3 － 。两步反应的能量变化示意图如下： 试写出1 mol NH 4 ＋ (aq)全部氧化成NO 3 － (aq)的热化学方程式是 。（5）固体a熔融电解时阴极反应式为





Answer 1

（1）铝（或Al）(2分) （2）①10Al+6NO 3 — +18H 2 O＝10Al(OH) 3 ↓+3N 2 ↑+6OH — (2分) ②4Al+ 3O 2 2 Al 2 O 3     2Al(OH) 3 Al 2 O 3 +3 H 2 O（各2分） （3）5H 2 +2NO 3 — N 2 ↑+4H 2 O+2OH — (2分) （或5H 2 +2NO 3 — ＋2H ＋ N 2 ↑+6H 2 O） （4）NH 4 ＋   (aq)＋2O 2 (g)＝2H ＋ (aq)＋NO 3 －   (aq)＋H 2 O(l) △H＝－346 kJ·mol －1 (2分) （5）Al 3+ +3e - = Al（2分）

试题分析：（1）由于铝能和酸或碱都能反应，该方案在调节pH时，若pH过大或过小都会造成铝（或Al） 的利用率降低。（2）①铝粉与硝酸根离子发生氧化还原反应生成固体，则固体为氢氧化铝，则硝酸被还原为氮气，则在溶液中铝粉和NO 3 ﹣ 反应的离子方程式为10Al+6NO 3 ﹣ +18H 2 O=10Al（OH） 3 +3N 2 ↑+6OH ﹣ ；②滤渣在空气中煅烧过程中涉及的相关反应方程式为4Al+ 3O 2 2 Al 2 O 3 和2Al(OH) 3 Al 2 O 3 +3 H 2 O。（3）H 2 催化还原饮用水中NO 3 ﹣ ，反应中的还原产物和氧化产物均可参与大气循环，则产物为水和氮气，该反应为5H 2 +2NO 3 ﹣ N 2 +4H 2 O+2OH ﹣ ；（4）由图可知，第一步热化学反应为NH 4 + （aq）+1.5O 2 （g）=2H + （aq）+NO 2 ﹣ （aq）+H 2 O（l）△H=﹣2736 kJ?mol ﹣1 ①，第二步热化学反应为NO 2 ﹣ （aq）+0.5O 2 （g）=NO 3 ﹣ （aq））△H=﹣73kJ?mol ﹣1 ②，由盖斯定律可知①+②得1mol NH 4 + （aq）全部氧化成NO 3 ﹣ （aq）的热化学方程式为NH 4 + （aq）+2O 2 （g）=2H + （aq）+NO 3 ﹣ （aq）+H 2 O（l）△H=﹣346 kJ?mol ﹣1 。（5）固体a熔融电解时阴极是提电子的，反应式为Al 3+ +3e - = Al。