Question

地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個世界性的環(huán)境問題．文獻報道某課題組模擬地下水脫氮過程，利用Fe粉和KNO₃溶液反應，探究脫氮原理及相關因素對脫氮速率的影響．

(1)實驗前：①先用0.1 mol·L^－1　H₂SO₄洗滌Fe粉，其目的是________，然后用蒸餾水洗滌至中性；②將KNO₃溶液的pH調至2.5；③為防止空氣中的O₂對脫氮的影響，應向KNO₃溶液中通入________(寫化學式)．

(2)下圖表示足量Fe粉還原上述KNO₃溶液過程中，測出的溶液中相關離子濃度、pH隨時間的變化關系(部分副反應產物曲線略去)．請根據(jù)圖中信息寫出t₁時刻前該反應的離子方程式________．t₁時刻后，該反應仍在進行，溶液中NH₄⁺的濃度在增大，F(xiàn)e²⁺的濃度卻沒有增大，可能的原因是________．

(3)該課題組對影響脫氮速率的因素提出了如下假設：

　　假設一：溶液的pH；

　　假設二：溫度；

　　假設三：鐵粉顆粒大小；……．

請你設計實驗驗證上述假設一，寫出實驗步驟及結論．(已知：溶液中的NO₃^－濃度可用離子色譜儀測定)

實驗步驟及結論：________．

(4)氮的氧化物是造成大氣污染的重要原因之一，氨的水溶液可用于吸收NO與NO₂混合氣體，反應方程式為

6NO＋4NH₃5N₂＋6H₂O　6NO₂＋8NH₃7N₂＋12H₂O

NO與NO₂混合氣體180 mol被8.90×10³ g氨水(質量分數(shù)0.300)完全吸收，產生156 mol氮氣．吸收后氨水密度為0.980 g/cm³．

計算：①該混合氣體中NO與NO₂的體積比．

②吸收后氨水的物質的量濃度(答案保留1位小數(shù))________．

Answer 1

答案：
解析：

　　(1)除去鐵粉表面的氧化物等雜質　N₂

　　(2)4Fe＋10H⁺＋NO₃^－＝4Fe²⁺＋NH₄⁺＋3H₂O；生成的Fe²⁺水解(或和溶液中OH^－的結合)；

　　(3)實驗步驟及結論：

　　①分別取等體積、等濃度的KNO₃溶液于不同的試管中；

　�、谡{節(jié)溶液呈酸性且pH各不相同，并通入氮氣；

　�、鄯謩e向上述溶液中加入足量等質量的同種鐵粉；

　　④用離子色譜儀測定相同反應時間時各溶液中NO₃^－的濃度．若pH不同KNO₃溶液中，測出的NO₃^－濃度不同，表明pH對脫氮速率有影響，否則無影響．

　　(本題屬于開放性試題，合理答案均可)

　　(4)①V(NO)∶V(NO₂)＝9∶1

　�、�2.4 mol/L[(3)4分，其余每空2分]