NAP 17 nhé. NAP 17: Tình trạng ô nhiễm nước thải chứa nitrogen vào các nguồn nước đang ngày càng trở,nên nghiêm trọng. Các học sinh thuộc đội bảo vệ môi trường của một trường học cho rằng có,thể dùng aluminium để khử ion NOx: trong nước. Trong quá trình này, ion NOr được khử,thành N2 theo phương trình:,$Al+NO^-_3+H^+\rightarrow Al^3+N_2+H_2O$,a) Cân bằng phương trình ion thu gọn xảy ra trong quy trình trên bằng phương pháp,thăng bằng electron.,b) Xác định chất nhường electron trong phản ứng trên?,c) Để loại bỏ lượng ion $NO^-_3$ trong $100~m^3$ nước thải thì khối lượng Aluminium (gam) tối,thiểu cần sử dụng là bao nhiêu? (Giả sử rằng tất cả nitrogen trong nước đều ở dạng $NO^-_3$ và,$1~m^3$ nước thải có chứa 0,3 mol $NO^-_3).$

Question

Accepted Answer

a) Để cân bằng phương trình ion thu gọn xảy ra trong quy trình trên bằng phương pháp thăng bằng electron, ta có thể tiến hành như sau:

1. Viết các nửa phương trình cho các chất tham gia và sản phẩm:
   - Nửa phương trình khử ion $NO_3^-$:
   $$
   NO_3^- + 8H^+ + 6e^- \rightarrow N_2 + 4H_2O
   $$
   
   - Nửa phương trình oxi hóa của aluminium:
   $$
   Al \rightarrow Al^{3+} + 3e^-
   $$

2. Để cân bằng số electron, ta nhân nửa phương trình oxi hóa với 2:
$$
2Al \rightarrow 2Al^{3+} + 6e^-
$$

3. Ghép các nửa phương trình lại với nhau:
$$
2Al + 2NO_3^- + 16H^+ \rightarrow 2Al^{3+} + 2N_2 + 8H_2O
$$

b) Chất nhường electron trong phản ứng trên là Aluminium (Al), vì nó tham gia vào quá trình oxi hóa và nhường electron cho ion $NO_3^-$.

c) Để xác định khối lượng Aluminium cần thiết để loại bỏ lượng ion $NO_3^-$ trong $100~m^3$ nước thải, ta thực hiện các bước sau:

1. Tính số mol $NO_3^-$ trong 100 m³ nước thải:
   $$
   \text{số mol } NO_3^- = 0.3 \, \text{mol/m}^3 \times 100 \, \text{m}^3 = 30 \, \text{mol}
   $$

2. Theo phương trình phản ứng, 2 mol Aluminium sẽ khử được 2 mol $NO_3^-$. Vậy số mol Aluminium cần thiết để khử 30 mol $NO_3^-$ là:
   $$
   \text{số mol } Al = 30 \, \text{mol} \text{ (vì tỷ lệ 1:1)}
   $$

3. Tính khối lượng Aluminium cần thiết:
   - Khối lượng mol của Aluminium (Al) = 27 g/mol
   $$
   \text{Khối lượng Al} = 30 \, \text{mol} \times 27 \, \text{g/mol} = 810 \, \text{g}
   $$

Vậy khối lượng Aluminium tối thiểu cần sử dụng là **810 gam**.