Question

催化反硝化法可用于治理水中硝酸鹽的污染．催化反硝化法的基本過(guò)程如下：
NO₃^-→NO₂^-→NO→N₂O→N₂．已知在催化反硝化法中，H₂能將NO₃^-還原為N₂，在25℃時(shí)，反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行10min，測(cè)得溶液的pH由7變?yōu)?2．
（1）上述反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）10分鐘內(nèi)的平均反應(yīng)速率υ（NO₃^-）=

 

mol?L^-1?min^-1．
（3）在常溫下，測(cè)得0.1mol?L^-1溶液的pH約為11，則NaNO₂的水解程度（指的是已水解量與原總量的比值）為

 

．
（4）以下能促進(jìn)NO₂^-水解的方法有

 

（用相應(yīng)的編號(hào)填寫(xiě)，下同）
A．加入1mol?L^-1 NaNO₂  B．升高溫度  C．加水   D．加入1mol?L^-1 NaOH溶液   E．加入催化劑
（5）硝化和反硝化是兩個(gè)相對(duì)的過(guò)程．硝化作用是利用硝化細(xì)菌將氨（或NH₄⁺）氧化為硝酸的過(guò)程．下列因素中對(duì)硝化過(guò)程一般不考慮產(chǎn)生影響的是

 

A．溫度          B．壓強(qiáng)           C．PH值         D．溶解氧
（6）水體中的NH₄⁺通過(guò)硝化后最終生成NO₃^-，嚴(yán)重污染水質(zhì)，通常可以用間接電化學(xué)氧化法除去NH₄⁺．其基本原理是用石墨作電極電解含有NH₄⁺和Cl^-等的溶液，電解過(guò)程中涉及的其中一個(gè)反應(yīng)為：2NH₄⁺+3HClO→N₂+3H₂O+5H⁺+3Cl^-，則電解時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

分析：（1）H₂能將NO₃^-還原為N₂，溶液呈堿性，說(shuō)明有氫氧根離子生成，氫氣被氧化生成水；
（2）根據(jù)氫氧根離子變化計(jì)算生成氫氧根離子的物質(zhì)的量濃度，再根據(jù)同一反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比計(jì)算硝酸根離子反應(yīng)速率；
（3）水解程度=

c(OH-)

c(NaNO2)

×100%；
（4）稀釋或升高溫度都能促進(jìn)鹽類水解；
（5）細(xì)菌屬于蛋白質(zhì)，受溫度、溶解氧、酸堿影響；
（6）用石墨作電極電解時(shí)溶液時(shí)，陽(yáng)極上氯離子放電．

解答：解：（1）H₂能將NO₃^-還原為N₂，溶液呈堿性，說(shuō)明有氫氧根離子生成，氫氣被氧化生成水，所以離子反應(yīng)方程式為：2NO₃^-+5H₂

催化劑  .

N₂+2OH^-+4H₂O，故答案為：2NO₃^-+5H₂

催化劑  .

N₂+2OH^-+4H₂O；
（2）該溶液中氫氧根離子濃度由10^-7 mol/L變?yōu)?.01mol/L，則v（OH^-）=

(10-2-10-7)mol/L

10min

=0.001mol/（L．min），同一反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比，所以v（OH^-）=υ（NO₃^-）=0.001mol/（L．min），故答案為：0.001；
（3）該溶液中c（OH^-）=0.001mol/L，水解程度=

c(OH-)

c(NaNO2)

×100%=

0.001

0.1

×100%=1%，故答案為：1%；
（4）A．加入1mol?L^-1 NaNO₂，溶液濃度越大，鹽類水解程度越小，所以抑制水解，故錯(cuò)誤；
 B．鹽類水解是吸熱反應(yīng)，升高溫度促進(jìn)鹽類水解，故正確；  
C．加水稀釋促進(jìn)鹽類水解，故正確；   
D．加入1mol?L^-1 NaOH溶液，氫氧根離子濃度增大抑制鹽類水解，故錯(cuò)誤；   
E．加入催化劑不影響平衡移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
故選BC；
（5）細(xì)菌屬于蛋白質(zhì)酶，酶的活性受溫度、酸堿性及強(qiáng)氧化劑的影響，所以沒(méi)有影響的是壓強(qiáng)，故選B；
（6）用惰性電解電解，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，故答案為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑．

點(diǎn)評(píng)：本題以氮元素為載體考查電解原理、鹽類水解、反應(yīng)速率等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)離子放電順序、鹽類水解影響因素、反應(yīng)速率公式等知識(shí)點(diǎn)來(lái)分析解答即可，該題考查較綜合，同時(shí)考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，題目難度中等．