题目
题型:安徽难度:来源:
(1)实验前:①先用0.1mol•L-1H2SO4洗涤Fe粉,其目的是______,然后用蒸馏水洗涤至中性;②将KNO3溶液的pH调至2.5;③为防止空气中的O2对脱氮的影响,应向KNO3溶液中通入______(写化学式).
(2)图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中,测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去).请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式______.t1时刻后,改反应仍在进行,溶液中NH4+的浓度在增大,Fe2+的浓度却没有增大,可能的原因是______.
(3)改课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:溶液的pH;
假设二:______;
假设二:______;
(4)请你设计实验验证上述假设一,写出实验步骤及结论.(已知:溶液中的NO3-浓度可用离子色谱仪测定)
实验结论:
答案
(2)t1时刻前H+、NO3- 浓度减小,Fe2+ 和NH4+的浓度增大,故反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+═4Fe2++NH4++3H2O.Fe粉足量,反应仍在进行,Fe2+的浓度没有增大的原因是
发生了水解反应,因为溶液的pH增大,促进了水解.故答案为:4Fe+NO3-+10H+═4Fe2++NH4++3H2O;生成的Fe2+水解(或和溶液中的OH-反应);
(3)影响反应速率的因素还可能有温度、铁粉颗粒大小等.故答案为:温度; 铁粉颗粒大小;
(4)要验证溶液的pH对反应速率的影响,需其他条件相同,而溶液的酸碱性不同,结合题目中提供的信息,如:通入N2除去O2,用色谱仪测定溶液中NO3-的浓度等,故答案为:
①分别取等体积、等浓度的KNO3溶液于不同的试管中;
②调节溶液呈酸性且pH各不相同,并通入N2;
③分别向上述溶液中加入足量等质量的同种铁粉;
④用离子色谱仪测定相同反应时间时各溶液中NO3-的浓度;
若pH不同的KNO3溶液中,测出的NO3-的浓度不同,表明pH对脱氮速率有影响,否则无影响. (本题属于开放性试题,合理答案均可)
核心考点
试题【地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环节问题.文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程,利用Fe粉和KNO3溶液反应,探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响.】;主要考察你对铁等知识点的理解。[详细]
举一反三
步骤1 将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污,分离出液体,用水洗净铁屑.
步骤2 向处理过的铁屑中加入过量的3mol•L-1H2SO4溶液,在60℃左右使其反应到不再产生气体,趁热过滤,得FeSO4溶液.
步骤3 向所得FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过“一系列操作”后得到硫酸亚铁铵晶体.
请回答下列问题:
(1)在步骤1的操作中,下列仪器中不必用到的有______(填仪器编号)
①铁架台 ②燃烧匙 ③锥形瓶 ④广口瓶 ⑤研钵 ⑥玻璃棒 ⑦酒精灯
(2)在步骤2中所加的硫酸必须过量,其原因是______;
(3)在步骤3中,“一系列操作”依次为______、______和过滤;
(4)本实验制的硫酸亚铁铵晶体常含有Fe3+杂质.检验Fe3+常用的试剂是______,可以观察到得现象是______.
A.NaHSO4水溶液显中性 |
B.SiO2与酸、碱均不反应 |
C.NO2溶于水时发生氧化还原反应 |
D.Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3 |
(1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是:______.
(2)证明还原铁粉与水蒸气发生了反应的方法是______.
(3)固体溶于稀盐酸的化学方程式为______.
(4)试剂1的化学式是______.
(5)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是(用离子方程式表示)______;
(6)某同学在实验中加入了过量氯水,放置一段时间后,发现深红色褪去,现对褪色原因进行探究.
①提出假设:
假设1:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态;
假设2:______;
②设计方案:
为了对你所提出的假设2进行验证,实验方案是______.
A.4个 | B.5个 | C.6个 | D.7个 |