（12分）（1）环境专家认为可以用金属铝将水体中的NO转化为N2，从而清除污染。该反

题目内容：

（12分）（1）环境专家认为可以用金属铝将水体中的NO

转化为N ₂，从而清除污染。该反应中涉及的粒子有：H ₂O、Al、OH 、Al(OH) ₃、NO 、N ₂，请将各粒子分别填入以下空格内（不用配平）。

该反应过程中，被氧化与被还原的元素的物质的量之比为。

（2）我国首创的海洋电池以海水为电解质溶液，电池总反应为：4Al 3O₂ 6H₂O=

4Al(OH)₃。电池正极的电极反应式为；正极材料采用了铂网，利用铂网为正极的优点是。

（3）已知：4Al(s) 3O₂(g)=2Al₂O₃(g)△H=－2834.9kJ/mol

Fe₂O₃(s)

C(s)= CO ₂(g) 2Fe(s)△ H=234.1kJ/mol

C(s) O₂(g)=CO₂(g)△H=－393.5kJ/mol

写出铝与氧化铁发生铝热反应的热化学方程式。

（4）将一定质量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20mol，pH=14的溶液，然后2mol/L盐酸滴定，可得沉淀质量与消耗的盐酸体积关系如下图：

则反应过程中产生氢气的总体积为L（标准状况）。

最佳答案：

（1）NO

Al H ₂O→Al(OH) ₃ N ₂ OH ^－ 5：3

（2）2H₂O O₂ 4e^－=4OH^－

铂性质稳定不与氧气反应，网状结构可以增大与氧气的接触面积。

（3）2Al(s) Fe₂O₃(s)=2Fe(s)=2Fe(s) Al₂O₃(s)△H=－593.1kJ/mol

（4）2.016

答案解析：

分析：

（1）根据金属铝将水体中的NO₃^-转化为N₂，可知Al元素的化合价升高，在反应中被氧化，N元素的化合价降低，在反应中被还原，利用电子守恒来计算；

（2）根据电池总反应4Al 3O₂ 6H₂O=4Al（OH）₃可知，Al作负极，氧气在正极上得电子发生还原反应，再利用铂的性质及网状结构分析其优点；

（3）根据已知的反应和盖斯定律来计算目标反应的反应热，并书写热化学反应方程式；

（4）根据2Na 2H₂O═2NaOH H₂↑、2Al 2H₂O 2NaOH═2NaAlO₂ 3H₂↑、NaOH HCl═NaCl H₂O、NaAlO₂ HCl H₂O═Al（OH）₃↓ NaCl，结合图象来计算金属的物质的量，再利用电子守恒来计算氢气的物质的量，最后计算其体积．

解答：解：

（1）由金属铝将水体中的NO₃^-转化为N₂可知，在NO₃^- Al H₂O→Al（OH）₃ N₂ OH^-中，Al元素被氧化，N元素被还原，则被氧化与被还原的元素的物质的量分别为x、y，由电子守恒可知，

x×（3-0）=y×（5-0），

解得x：y=5：3，

即被氧化与被还原的元素的物质的量之比为5：3，故答案为：5：3；

（2）由电池总反应4Al 3O₂ 6H₂O=4Al（OH）₃可知，Al作负极，氧气在正极上得电子发生还原反应，

正极反应为2H₂O O₂ 4e^-=4OH^-，

又正极材料使用铂网，是因铂性质稳定不与氧气反应，网状结构可以增大与氧气的接触面积，

故答案为：2H₂O O₂ 4e^-=4OH^-；铂性质稳定不与氧气反应，网状结构可以增大与氧气的接触面积；

（3）由①4Al（s） 3O₂（g）=2Al₂O₃（g）△H=-2834.9kJ/mol，

②Fe₂O₃（s）

C（s）= CO ₂（g） 2Fe（s）△H=234.1kJ/mol，

③C（s） O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol，

根据盖斯定律可知，①×

②-③× 可得，

2Al（s） Fe₂O₃（s）=2Fe（s）=2Fe（s） Al₂O₃（s）△H=-593.1kJ/mol，

故答案为：2Al（s） Fe₂O₃（s）=2Fe（s）=2Fe（s） Al₂O₃（s）△H=-593.1kJ/mol；

（4）由2Na 2H₂O═2NaOH H₂↑、2Al 2H₂O 2NaOH═2NaAlO₂ 3H₂↑、NaOH HCl═NaCl H₂O、

NaAlO₂ HCl H₂O═Al（OH）₃↓ NaCl可知，

反应后n（Na）=n（NaCl）=n（NaOH） n（NaAlO₂），

由图象可知，30mL盐酸生成沉淀最大，则n（NaCl）=n（HCl）=0.03L×2mol/L=0.06mol，

由合金全部溶解后得到20mol，pH=14的溶液，n（NaOH）=0.02L×1mol/L=0.02mol，

则n（Al）=n（NaAlO₂）=0.06mol-0.02mol=0.04mol，

即合金中Na为0.06mol、Al为0.04mol，设反应过程中产生氢气的物质的量为n，

由电子守恒可知，0.06mol×1 0.04mol×3=n×2×1，

解得n=0.09mol，

所以在标况下其体积为0.09mol×22.4L/mol=2.016L，

故答案为：2.016．

点评：本题考查氧化还原反应、原电池、盖斯定律计算反应热、化学反应与图象的计算，难度较大，知识的综合性较高，（4）是学生解答中的难点，注意守恒法在解题中的重要作用．

考点核心：

氧化还原反应与基本反应类型的关系：化合反应有单质参加的是氧化还原反应；分解反应有单质生成的是氧化还原反应；置换反应全部是氧化还原反应；复分解反应都是非氧化还原反应