Question

含氮废水进入水体中对环境造成的污染越来越严重。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：

NO₃^-＋Al＋H₂O―→N₂↑＋Al(OH)₃＋OH^－

（2）以上反应中失电子的物质是     ，每生成1 mol还原产物，将有     电子发生转移。

（3）现需除去1 m³含氮0.3 mol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       

（4）该小组对某无色溶液所含离子进行分析，若溶液中只含有下列8种离子中的某几种：Na⁺、H⁺、Mg²⁺、Ag⁺、Cl^-、OH^-、HCO₃^-、NO₃^-。已知该溶液可与Al₂O₃反应则：

①该溶液与Al₂O₃反应后有Al³⁺生成，则原溶液中一定含有________，一定不会含有大量的________。

②该溶液与Al₂O₃反应后有AlO₂^-生成，则原溶液中一定含有________，可能含有大量的________。

③写出该溶液与Al₂O₃反应生成AlO₂^-的离子方程式：___________________。

Answer

（1）6 10 18 3 10 6（2）Al 10 mol（3） 0.5 mol（4）①H+ OH-、HCO3-

②OH-、Na+ Cl-、NO3- ③Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O

【解析】

试题分析：根据得失电子守恒，配平方程式为6NO＋10Al＋18H2O―→3N2↑＋10Al(OH)3＋6OH－；（2）铝元素化合价升高，所以失电子的物质是铝；氮气是还原产物，每生成1 mol氮气，将有10电子发生转移；（3）根据反应方程式，除去0.3mol NO3-，需要单质铝0.5mol；（4） ①该溶液与Al2O3反应后有Al3+生成，说明原溶液呈酸性，原溶液中一定含有H+，由于OH-、HCO3-能和氢离子反应，一定不会含有大量的OH-、HCO3-；②该溶液与Al2O3反应后有AlO2-生成，说明原溶液呈碱性，原溶液中一定含有OH-，由于H+、Mg2+、Ag+、、HCO3-能和OH-反应，一定不会含有大量的H+、Mg2+、Ag+、、HCO3-；根据溶液电中性，还一定有Na+ ，可能有Cl-、NO3-；③该溶液与Al2O3反应生成AlO2-的离子方程式Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O。

考点：本题考查铝及其化合物的性质。