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(xiàn)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(yīng).探究脫氮原理及相關(guān)因素對脫氮速率的影響. (1)實(shí)驗(yàn)前:①先用0.1mol ·L-1H2SO4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(diào)至2.5,③為防止空氣中的O2對脫氮的影響.應(yīng)向KNO3溶液中通入 . (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(guān)離子濃度.pH隨時間的變化關(guān)系(部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去).請根據(jù)圖中信息寫出t1時刻前該反應(yīng)的離子方程式 .t1時刻后.該反應(yīng)仍在進(jìn)行.溶液中NH4+的濃度在增大.Fe2+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(shè).請你完成假設(shè)二和假設(shè)三: 假設(shè)一:溶液的pH, 假設(shè)二: , 假設(shè)三: , --.. (4)請你設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一.寫出實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論. (已知:溶液中的NO3-濃度可用離子色譜儀測定) 解析:(1)因?yàn)殍F易生銹.即鐵表面會有鐵的氧化物等雜質(zhì).所以要用硫酸除去鐵表面的氧化物等雜質(zhì),氧氣具有強(qiáng)氧化性.會氧化生成的Fe2+.為防止該反應(yīng)的發(fā)生必需通入一種保護(hù)原性氣體且不能引入雜質(zhì).因此可以選用氮?dú)? (2)由圖像可知反應(yīng)的產(chǎn)物有Fe2+.NH4+和NO氣體.所以該反應(yīng)的離子方程式是:4Fe+10H++NO3-=4Fe2++NH4++3H2O,t1時刻后.隨著反應(yīng)的進(jìn)行.溶液中pH逐漸增大.當(dāng)pH達(dá)到一定程度時就會和反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+結(jié)合.因此其濃度沒有增大, (3)影響反應(yīng)速率的外界因素比較多.例如溫度.濃度.溶液多酸堿性.固體多表面積等等, (4)要驗(yàn)證假設(shè)一.需要固定其它條件不變.例如硝酸的濃度.反應(yīng)的溫度.鐵的表面積都必需保持一致.然后在相同時間內(nèi)測量溶液中NO3-的濃度(依據(jù)提示:溶液中的NO3-濃度可用離子色譜儀測定)來判斷pH不同時對脫氮對反應(yīng)速率有沒有影響. 答案:(1)除去鐵粉表面的氧化物等雜質(zhì) N2 (2)4Fe+10H++NO3-=4Fe2++NH4++3H2O,生成的Fe2+水解(或和溶液中OH-的結(jié)合), (3)溫度 鐵粉顆粒大小 (4)實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論: ①分別取等體積.等濃度的KNO3溶液于不同的試管中, ②調(diào)節(jié)溶液呈酸性且pH各不相同.并通入氮?dú)? ③分別向上述溶液中加入足量等質(zhì)量的同種鐵粉, ④用離子色譜儀測定相同反應(yīng)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) 查看更多

 

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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(xiàn)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(yīng),探究脫氮原理及相關(guān)因素對脫氮速率的影響.

(1)實(shí)驗(yàn)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(diào)至2.5;③為防止空氣中的O2對脫氮的影響,應(yīng)向KNO3溶液中通入________(寫化學(xué)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(guān)離子濃度、pH隨時間的變化關(guān)系(部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去).請根據(jù)圖中信息寫出t1時刻前該反應(yīng)的離子方程式________.t1時刻后,該反應(yīng)仍在進(jìn)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(shè):

  假設(shè)一:溶液的pH;

  假設(shè)二:溫度;

  假設(shè)三:鐵粉顆粒大;…….

請你設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,寫出實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論.(已知:溶液中的NO3濃度可用離子色譜儀測定)

實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)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(yīng)方程式為

6NO+4NH35N2+6H2O 6NO2+8NH37N2+12H2O

NONO2混合氣體180 mol8.90×103 g氨水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.300)完全吸收產(chǎn)生156 mol氮?dú)?/SPAN>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(zhì)的量濃度(答案保留1位小數(shù))________

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(2011?安徽)地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個世界性的環(huán)節(jié)問題.文獻(xiàn)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(yīng),探究脫氮原理及相關(guān)因素對脫氮速率的影響.
(1)實(shí)驗(yàn)前:①先用0.1mol?L-1H2SO4洗滌Fe粉,其目的是
去除鐵粉表面的氧化物等雜質(zhì)
去除鐵粉表面的氧化物等雜質(zhì)
,然后用蒸餾水洗滌至中性;②將KNO3溶液的pH調(diào)至2.5;③為防止空氣中的O2對脫氮的影響,應(yīng)向KNO3溶液中通入
N2
N2
(寫化學(xué)式).
(2)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(guān)離子濃度、pH隨時間的變化關(guān)系(部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去).請根據(jù)圖中信息寫出t1時刻前該反應(yīng)的離子方程式
4Fe+NO3-+10H+═4Fe2++NH4++3H2O
4Fe+NO3-+10H+═4Fe2++NH4++3H2O
.t1時刻后,改反應(yīng)仍在進(jìn)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
生成的Fe2+水解
生成的Fe2+水解

(3)改課題組對影響脫氮速率的因素提出了如下假設(shè),請你完成假設(shè)二和假設(shè)三:
假設(shè)一:溶液的pH;
假設(shè)二:
溫度
溫度

假設(shè)二:
鐵粉顆粒大小
鐵粉顆粒大小
;
(4)請你設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,寫出實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論.(已知:溶液中的NO3-濃度可用離子色譜儀測定)
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:

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氮元素的化合物在工農(nóng)業(yè)以及國防科技中用途廣泛,但也會對環(huán)境造成污染,如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。

完成下列填空:

(1)某課題組模擬地下水脫氮過程,利用Fe粉和KNO3(aq)反應(yīng)探究脫氮原理。實(shí)驗(yàn)前

①用0.1mol·L-1H2SO4(aq)洗滌Fe粉,其目的是                         ,然后用蒸餾水洗滌至中性;

②將KNO3(aq)的pH調(diào)至2.5;

③為防止空氣中的         (寫化學(xué)式)對脫氮的影響,應(yīng)向KNO3溶液中通入N2。

(2)用足量Fe粉還原上述KNO3(aq)過程中,反應(yīng)物與生成物的離子濃度、pH隨時間的變化關(guān)系如圖所示。請根據(jù)圖中信息寫出t1時刻前該反應(yīng)的離子方程式:                                   

(3)神舟載人飛船的火箭推進(jìn)器中常用肼(N2H4)作燃料。NH3與NaClO反應(yīng)可得到肼(N2H4),該反應(yīng)中被氧化與被還原的元素的原子個數(shù)之比為                 。如果反應(yīng)中有5mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,可得到肼          g。

(4)常溫下向25mL 0.01mol/L稀鹽酸中緩緩?fù)ㄈ?.6 mL NH3(標(biāo)準(zhǔn)狀況,溶液體積變化忽略不計),反應(yīng)后溶液中離子濃度由大到小的順序是                      。在通入NH3的過程中溶液的導(dǎo)電能力             (填寫“變大”、“變小”或“幾乎不變”)。

(5)向上述溶液中繼續(xù)通入NH3,該過程中離子濃度大小關(guān)系可能正確的是       (選填編號)。

a.c(Cl-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-)        b.c(Cl-)>c(NH4+)=c(H+)>c(OH-)

c.c(NH4+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+)      d.c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)>c(Cl-)

(6)常溫下向25mL含HCl 0.01mol的溶液中滴加氨水至過量,該過程中水的電離平衡                                  (填寫電離平衡移動情況)。當(dāng)?shù)渭影彼?5mL時,測得溶液中水的電離度最大,則氨水的濃度為                   mol·L-1。

 

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地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個世界性的環(huán)節(jié)問題。文獻(xiàn)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(yīng),探究脫氮原理及相關(guān)因素對脫氮速率的影響。

   (1)實(shí)驗(yàn)前:①先用0.1mol L-1H2SO4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(diào)至2.5;③為防止空氣中的O2對脫氮的影響,應(yīng)向KNO3溶液中通入         (寫化學(xué)式)。

(2)右圖表示足量Fe粉還原上述KNO3溶液過程中,測出的溶液中相關(guān)離子濃度、pH隨時間的變化關(guān)系(部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去)。請根據(jù)圖中信息寫出t1時刻前該反應(yīng)的離子方程式        。t1時刻后,改反應(yīng)仍在進(jìn)行,溶液中N的濃度在增大,F(xiàn)e2+的濃度卻沒有增大,可能的原因是          。

(3)改課題組對影響脫氮速率的因素提出了如下假設(shè),請你完成假設(shè)二和假設(shè)三:

      假設(shè)一:溶液的pH;

      假設(shè)二:        ;

假設(shè)二:        ;

(4)請你設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,寫出實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論。(已知:溶液中的N濃度可用離子色譜儀測定

 

 

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地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個世界性的環(huán)節(jié)問題.文獻(xiàn)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(yīng),探究脫氮原理及相關(guān)因素對脫氮速率的影響.
(1)實(shí)驗(yàn)前:①先用0.1mol?L-1H2SO4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(diào)至2.5;③為防止空氣中的O2對脫氮的影響,應(yīng)向KNO3溶液中通入______(寫化學(xué)式).
(2)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(guān)離子濃度、pH隨時間的變化關(guān)系(部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去).請根據(jù)圖中信息寫出t1時刻前該反應(yīng)的離子方程式______.t1時刻后,改反應(yīng)仍在進(jìn)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)改課題組對影響脫氮速率的因素提出了如下假設(shè),請你完成假設(shè)二和假設(shè)三:
假設(shè)一:溶液的pH;
假設(shè)二:______;
假設(shè)二:______;
(4)請你設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,寫出實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論.(已知:溶液中的NO3-濃度可用離子色譜儀測定)
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:

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