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13.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NO${O}_{3}^{-}$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:
□NO${\;}_{3}^{-}$+□Al+□H2O-→□N2↑+□Al(OH)3+□OH-
(2)以上反应中失电子的物质是Al,每生成1mol还原产物,将有10mol电子发生转移.
(3)现需除去1m3含氮0.3mol的废水中的NO${\;}_{3}^{-}$(设氮元素都以NO${\;}_{3}^{-}$的形式存在),则至少需要消耗金属铝的物质的量为0.5mol
(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H+,一定不会含有大量的OH-、HCO3-.
②该溶液与Al2O3反应后有AlO2-生成,则原溶液中一定含有OH-、Na+,可能含有大量的Cl-、NO3-.
③写出该溶液与Al2O3反应生成AlO2-的离子方程式:Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O.

分析 (1)根据电子守恒和原子守恒来配平化学方程式;
(2)氧化还原反应中,化合价升高元素失去电子,化合价降低元素对应的产物是还原产物,根据化学方程式来计算反应转移电子的量;
(3)根据化学方程式中硝酸根离子和金属铝之间的关系来计算回答;
(4)①溶液与Al2O3反应后有Al3+生成,说明该溶液显酸性,与氢离子能反应的离子不能大量共存;
②该溶液与Al2O3反应后有AlO2-生成说明该溶液显碱性,不与氢氧根离子反应的离子可大量共存;
③碱与氧化铝反应生成偏铝酸根离子和水.

解答 解:(1)氯元素化合价共升高了3价,两氮元素化合价共降低了10价,根据得失电子守恒,则需要转移电子30mol,所以金属铝的前面系数是10,硝酸根前面系数是6,氮气前面系数是3,根据原子守恒配平氢原子和氧原子即可,即
6NO3-+10Al+18H2O═3N2↑+10Al(OH)3+6OH-,故答案为:6、10、18、3、10、6;
(2)氧化还原反应中,化合价升高元素Al失去电子,化合价降低的N元素对应的产物氮气是还原产物,根据化学方程式可以知道,生成3mol的氮气转移电子是30mol,当生成1mol氮气时,转移电子是10mol,
故答案为:Al;10mol;
(3)因为含氮0.3mol的废水中的NO3-的物质的量为0.3mol,根据化学方程式,0.3mol的硝酸根离子消耗金属铝的物质的量为0.5mol,
故答案为:0.5 mol;
(4)①溶液与Al2O3反应后有Al3+生成,说明该溶液显酸性,一定含有H+;OH-、HCO3-一定不会大量存在,
故答案为:H+;OH-、HCO3-;
②该溶液与Al2O3反应后有AlO2-生成说明该溶液显碱性,H+、Mg2+、Ag+与OH-不能大量共存,必定含有一种阳离子:Na+,故溶液中一定含有OH-、Na+,可能含有Cl-、NO3-,
故答案为:OH-、Na+;Cl-、NO3-;
③碱与氧化铝反应生成偏铝酸根离子和水,该离子反应为Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O,
故答案为:Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O.

点评 本题考查了氧化还原反应、离子的共存,为高考常见题型,注重信息的抽取和氧化还原反应的考查,对学生思维严密性有较好的训练,具有坚实的基础知识即可解答,注意氧化铝的两性,题目难度中等.

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18.设NA 为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是(  )
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