飲用水中含有一定濃度的NO3﹣將對人類健康產生危害,NO3﹣能氧化人體血紅蛋白中的Fe(Ⅱ),使其失去攜氧功能...
問題詳情:
飲用水中含有一定濃度的NO3﹣將對人類健康產生危害,NO3﹣能氧化人體血紅蛋白中的Fe(Ⅱ),使其失去攜氧功能.為了降低飲用水中NO3﹣的濃度,某興趣小組提出如下方案:
請回答下列問題
(1)該方案中選用熟石灰調節pH時,若pH過大或過小都會造成 的利用率降低.
(2)已知過濾後得到的濾渣是一種混合物,該混合物的主要成份是 (填化學式).
(3)用H2催化還原法也可降低飲用水中NO3﹣的濃度,已知反應中的還原產物和氧化產物均可參與大氣迴圈,則催化還原法的離子方程式為 .
(4)飲用水中的NO3﹣主要來自於NH4+.已知在微生物作用的條件下,NH4+經過兩步反應被氧化成NO3﹣.兩步反應的能量變化示意圖如下:
試寫出1mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3﹣(aq)的熱化學方程式是 .
【回答】
【考點】物質分離和提純的方法和基本*作綜合應用.
【專題】物質的分離提純和鑑別.
【分析】根據流程圖知,pH=10.25時,Al和NO3﹣發生氧化還原反應生成氮氣,固體b是Al,電解熔融固體a得到Al,則A是Al2O3,濾渣在空氣中煅燒得到Al2O3,則濾渣為Al(OH)3,所以鋁粉和**根離子在鹼*條件下反應生成氮氣和Al(OH)3,其反應方程式為10Al+6NO3﹣+18H2O=10Al(OH)3+3N2↑+6OH﹣;
(1)Al具有兩*,能和強*、強鹼溶液反應;
(2)根據以上分析知,濾渣中一種成分是*氧化鋁,因為反應中鋁過量,所以濾渣中還含有Al;
(3)用H2催化還原法也可降低飲用水中NO3﹣的濃度,反應中的還原產物和氧化產物均可參與大氣迴圈,則其產物是氮氣和水;
(4)由圖可知,第一步熱化學反應為NH4+ (aq)+1.5O2(g)=2H+(aq)+NO2﹣ (aq)+H2O(l)△H=﹣273kJ•mol﹣1①,
第二步熱化學反應為NO2﹣ (aq)+0.5O2(g)=NO3﹣ (aq))△H=﹣73kJ•mol﹣1②,
由蓋斯定律書寫1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3﹣ (aq)的熱化學方程式.
【解答】解:根據流程圖知,pH=10.25時,Al和NO3﹣發生氧化還原反應生成氮氣,固體b是Al,電解熔融固體a得到Al,則A是Al2O3,濾渣在空氣中煅燒得到Al2O3,則濾渣為Al(OH)3,所以鋁粉和**根離子在鹼*條件下反應生成氮氣和Al(OH)3,其反應方程式為10Al+6NO3﹣+18H2O=10Al(OH)3+3N2↑+6OH﹣;
(1)Al具有兩*,能和強*、強鹼溶液反應,所以該方案中選用熟石灰調節pH時,若pH過大或過小都會造成鋁的利用率降低,故*為:Al;
(2)根據以上分析知,濾渣中一種成分是*氧化鋁,因為反應中鋁過量,所以濾渣中還含有Al,所以濾渣成分為Al(OH)3 和Al,故*為:Al(OH)3 和Al;
(3)用H2催化還原法也可降低飲用水中NO3﹣的濃度,反應中的還原產物和氧化產物均可參與大氣迴圈,則其產物是氮氣和水,離子方程式為5H2+2NO3﹣N2+4H2O+2OH﹣或5H2+2NO3﹣+2H+N2+6H2O,故*為:5H2+2NO3﹣N2+4H2O+2OH﹣或5H2+2NO3﹣+2H+N2+6H2O;
(4)由圖可知,第一步熱化學反應為NH4+ (aq)+1.5O2(g)=2H+(aq)+NO2﹣ (aq)+H2O(l)△H=﹣273kJ•mol﹣1①,
第二步熱化學反應為NO2﹣ (aq)+0.5O2(g)=NO3﹣ (aq))△H=﹣73kJ•mol﹣1②,
由蓋斯定律可知①+②得1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3﹣ (aq)的熱化學方程式為NH4+ (aq)+2O2(g)=2H+(aq)+NO3﹣ (aq)+H2O(l)△H=﹣346 kJ•mol﹣1,
故*為:NH4+ (aq)+2O2(g)=2H+(aq)+NO3﹣ (aq)+H2O(l)△H=﹣346 kJ•mol﹣1.
【點評】本題以資訊的形式考查氧化還原反應、離子反應及熱化學反應、物質分離和提純,注重對化學用語的考查,注意知識與題目資訊的結合來解答,根據生成物採用逆向思維分析解答,題目難度中等.
知識點:物質的分離 提純和檢驗
題型:綜合題
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