含氮、磷元素的废水进入水体而造成的水体富营养化污染越来越严重，但人们也一直在寻找保护措施．环境专家认为可以用金属铝将水体中的NO-3，还

Question

含氮、磷元素的废水进入水体而造 成的水体富营养化污染越来越严重，但人们也一直在寻找保护措施．环境专家认为可以用金属铝将水体中的N

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，还原为N₂，从而消除污染．其反应的离子方程式是：___N

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+___Al+___H₂O→___N₂↑+___Al（OH）₃+___OH^-
（1）请配平上述离子方程式___
（2）现运用该法要除去1m³含氮元素0.3mol的废水中的N

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（设氮元素都以N

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的形式存在，下同），则至少需要消耗金属铝___g．
（3）工业废水中的NaNO₂可采用加入适量NH₄Cl的方法除去，能使NaNO₂转化为不引起二次污染的N₂，反应的化学方程式为___．
（4）有人认为金属镁与铝能更快消除氮的污染，其反应原理和金属铝相同．
①写出镁和含氮废水反应的离子方程式___．
②已知金属镁可以从海水中提取的MgCl₂通过电解制得，电解熔融氯氧化镁的化学方程式为___．
若要除去1m³含氮元素0.3mol的废水中的N

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，则至少需要含0.5%（质量分数）MgCl₂的海水___kg．

Answer 1

（1）NO₃^-中氮的化合价由+5价降低为0价，变化5，Al的化合价由0价升高为+3价，变化3，要使氧化还原反应得失电子守恒，则硝酸根硝酸根系数为6，铝系数为10，依据原子个数守恒反应方程式为：6NO₃^-+10Al+18H₂O═3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，
故答案为：6NO₃^-+10Al+18H₂O═3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-；
（2）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6NO₃^-+10Al+18H₂O═3N₂↑+10Al（OH）₃+6OH^-，0.3mol的硝酸根离子消耗金属铝的物质的量为(0.3mol×10)/(6)=0.5mol，所以需要金属铝的质量是：0.5mol×27g/mol=13.5g，
故答案为：13.5；
（3）使NaNO₂转化为不引起二次污染的N₂，N元素的化合价降低，则还原剂NH₄Cl 中氮元素化合价升高为0价，发生反应为NH₄Cl+NaNO₂=NaCl+N₂↑+2H₂O，
故答案为：NH₄Cl+NaNO₂=NaCl+N₂↑+2H₂O；
（4）①金属镁比铝能更快消除氮的污染，反应原理和金属铝相同，所以产物为氮气、氢氧化镁、氢氧根离子，
反应离子方程式为2NO₃^-+5Mg+6H₂O═N₂↑+5Mg（OH）₂+2OH^-，
故答案为：2NO₃^-+5Mg+6H₂O═N₂↑+5Mg（OH）₂+2OH^-；，
②电解熔融氯化镁的化学方程式为：MgCl₂(通电.)/()Mg+Cl₂↑，
令至少需要含0.5%（质量分数）MgCl₂的海水mkg，则：
5MgCl₂～～～～5Mg～～～～2NO₃^-
5×95g                                      2mol
m×10³g×0.5%                        0.3mol

所以(5×95g)/(m×103g×0.5%)=(2mol)/(0.3mol)，解得m=14.25，
故答案为：MgCl₂(通电.)/()Mg+Cl₂↑，14.25．