饮用水中含有一定浓度的NO3﹣将对人类健康产生危害,NO3﹣能氧化人体血红蛋白中的Fe(Ⅱ),使其失去携氧功能...
问题详情:
饮用水中含有一定浓度的NO3﹣将对人类健康产生危害,NO3﹣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﹣的浓度,某兴趣小组提出如下方案:
请回答下列问题
(1)该方案中选用熟石灰调节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渣是一种混合物,该混合物的主要成份是 (填化学式).
(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1mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3﹣(aq)的热化学方程式是 .
【回答】
【考点】物质分离和提纯的方法和基本*作综合应用.
【专题】物质的分离提纯和鉴别.
【分析】根据流程图知,pH=10.25时,Al和NO3﹣发生氧化还原反应生成氮气,固体b是Al,电解熔融固体a得到Al,则A是Al2O3,滤渣在空气中煅烧得到Al2O3,则滤渣为Al(OH)3,所以铝粉和**根离子在碱*条件下反应生成氮气和Al(OH)3,其反应方程式为10Al+6NO3﹣+18H2O=10Al(OH)3+3N2↑+6OH﹣;
(1)Al具有两*,能和强*、强碱溶液反应;
(2)根据以上分析知,滤渣中一种成分是*氧化铝,因为反应中铝过量,所以滤渣中还含有Al;
(3)用H2催化还原法也可降低饮用水中NO3﹣的浓度,反应中的还原产物和氧化产物均可参与大气循环,则其产物是氮气和水;
(4)由图可知,第一步热化学反应为NH4+ (aq)+1.5O2(g)=2H+(aq)+NO2﹣ (aq)+H2O(l)△H=﹣273kJ•mol﹣1①,
第二步热化学反应为NO2﹣ (aq)+0.5O2(g)=NO3﹣ (aq))△H=﹣73kJ•mol﹣1②,
由盖斯定律书写1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3﹣ (aq)的热化学方程式.
【解答】解:根据流程图知,pH=10.25时,Al和NO3﹣发生氧化还原反应生成氮气,固体b是Al,电解熔融固体a得到Al,则A是Al2O3,滤渣在空气中煅烧得到Al2O3,则滤渣为Al(OH)3,所以铝粉和**根离子在碱*条件下反应生成氮气和Al(OH)3,其反应方程式为10Al+6NO3﹣+18H2O=10Al(OH)3+3N2↑+6OH﹣;
(1)Al具有两*,能和强*、强碱溶液反应,所以该方案中选用熟石灰调节pH时,若pH过大或过小都会造成铝的利用率降低,故*为:Al;
(2)根据以上分析知,滤渣中一种成分是*氧化铝,因为反应中铝过量,所以滤渣中还含有Al,所以滤渣成分为Al(OH)3 和Al,故*为:Al(OH)3 和Al;
(3)用H2催化还原法也可降低饮用水中NO3﹣的浓度,反应中的还原产物和氧化产物均可参与大气循环,则其产物是氮气和水,离子方程式为5H2+2NO3﹣N2+4H2O+2OH﹣或5H2+2NO3﹣+2H+N2+6H2O,故*为:5H2+2NO3﹣N2+4H2O+2OH﹣或5H2+2NO3﹣+2H+N2+6H2O;
(4)由图可知,第一步热化学反应为NH4+ (aq)+1.5O2(g)=2H+(aq)+NO2﹣ (aq)+H2O(l)△H=﹣273kJ•mol﹣1①,
第二步热化学反应为NO2﹣ (aq)+0.5O2(g)=NO3﹣ (aq))△H=﹣73kJ•mol﹣1②,
由盖斯定律可知①+②得1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3﹣ (aq)的热化学方程式为NH4+ (aq)+2O2(g)=2H+(aq)+NO3﹣ (aq)+H2O(l)△H=﹣346 kJ•mol﹣1,
故*为:NH4+ (aq)+2O2(g)=2H+(aq)+NO3﹣ (aq)+H2O(l)△H=﹣346 kJ•mol﹣1.
【点评】本题以信息的形式考查氧化还原反应、离子反应及热化学反应、物质分离和提纯,注重对化学用语的考查,注意知识与题目信息的结合来解答,根据生成物采用逆向思维分析解答,题目难度中等.
知识点:物质的分离 提纯和检验
题型:综合题
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