Question

（12分）饮用水中含有一定浓度的NO₃^一将对人类健康产生危害，NO₃^一能氧化人体血红蛋白中的Fe(II)，使其失去携氧功能。为了降低饮用水中NO₃^一的浓度，某兴趣小组提出如下方案：

请回答下列问题：

（1）已知过滤后得到的滤渣是一种混合物，则在溶液中铝粉和NO₃^一反应的离子方程式为        。

（2）该方案中选用熟石灰调节pH，理由是                  、                  ，在调节pH时，若pH过大或过小都会造成                  的利用率降低。

（3）用H₂催化还原法也可降低饮用水中NO₃^－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NO₃^－主要来自于NH₄⁺。已知在微生物作用的条件下，NH₄⁺经过两步反应被氧化成NO₃^－。两步反应的能量变化示意图如下：

  

试写出1 mol NH₄⁺ (aq)全部氧化成NO₃^－(aq)的热化学方程式是                      。

Answer

（1）10Al + 6NO3－ + 18H2O==10Al(OH)3 + 3N2↑+ 6OH－（3分）

（2）引入的Ca2+对人体无害（1分） 来源丰富、价格便宜（1分） 铝（1分）

（3）5H2 + 2NO3N2 + 4H2O + 2OH－（3分）

（4）NH4+ (aq) + 2O2(g)==2H+(aq) + NO3－ (aq) + H2O(l) △H＝－346 kJ/mol（3分）

【解析】

试题分析：（1）根据题意，在含有NO3-的碱性溶液中加入铝粉，会发生氧化还原反应，结合电子守恒、原子守恒及电荷守恒，可得反应的离子方程式为10Al + 6NO3－ + 18H2O==10Al(OH)3 + 3N2↑+ 6OH－；（2）该方案中选用熟石灰调节pH，理由是引入的Ca2+对人体无害，而且熟石灰的来源丰富、价格便宜；在调节pH时，若pH过大或过小都会造成Al发生反应产生氢气，导致Al的利用率降低。（3）用H2催化还原法也可降低饮用水中NO3－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，说明氧化产物是水，还原产物是N2，则催化还原法的离子方程式为5H2 + 2NO3N2 + 4H2O + 2OH－；（4）根据图示可知1 mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3－(aq)放出热量是346 kJ，所以该反应的热化学方程式是NH4+ (aq) + 2O2(g)==2H+(aq) + NO3－ (aq) + H2O(l) △H＝－346 kJ/mol。

考点：考查含NO3-的污水的处理方法的离子方程式的书写、化学试剂的选择、热化学方程式的书写的知识。