地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题，某课题组利用Fe粉和酸性KNO3溶液...

高三化学解答题中等难度题查看答案及解析

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。

（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）右图表示足量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N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N浓度可用离子色谱仪测定

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地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。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。

（1）实验前：①先用0.1mol·L-1 H2SO4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）如图表示足量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，该反应仍在进行，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）该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：____；

假设三：____；

（4）请你设计实验验证上述假设一，补充实验步骤及结论：（已知：溶液中的NO3-浓度可用离子色谱仪测定）____、____。

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地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题，某课题组利用Fe粉和酸性KNO3溶液反应模拟地下水脱氮过程，理想的脱氮原理为：4Fe + NO3- + 10H+ = 4Fe2+ + NH4+ + 3H2O。

（1）研究发现：随着KNO3溶液酸性的减弱，对应还原产物中氮元素的化合价越低。课题组用酸性弱的KNO3溶液进行实验，没有观察到气体生成，则该条件下KNO3的还原产物可能是　　　　　　　 （化学式）。

（2）实验发现：反应一段时间后，反应体系中NH4+的浓度在增大，Fe2+的浓度却没有增大，可能的原因是　　　　　　　　 。

a．生成的Fe2+水解　 　　　 b．Fe2+被氧化生成Fe3+　 　　 　　 c．Fe2+被还原成Fe

（3）该课题组拟利用上述脱氮反应研究不同自变量对反应速率的影响。

可能用到的试剂和仪器：粗颗粒Fe粉、细颗粒Fe粉、2．0mol/L KNO3、0．1 mol/L H2SO4、蒸馏水、不同温度的恒温水浴、托盘天平、秒表、离子色谱仪等。

①设计实验方案：在不同的自变量（温度、铁粉颗粒的大小）时，测定　　　　　 （要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。

②参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据：数据用字母表示）。

【提示】离子色谱仪能跟踪测定溶液中的c(NO3-）

③进一步的研究表明：将铁粉和活性炭同时加入上述KNO3溶液中，可以明显提高脱氮速率，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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氮元素的化合物在工农业以及国防科技中用途广泛，但也会对环境造成污染，如地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。

完成下列填空：

（1）某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO₃(aq)反应探究脱氮原理。实验前

①用0.1mol·L^-1H₂SO₄(aq)洗涤Fe粉，其目的是________，然后用蒸馏水洗涤至中性；

②将KNO₃(aq)的pH调至2.5；

③为防止空气中的________（写化学式）对脱氮的影响，应向KNO₃溶液中通入N₂。

（2）用足量Fe粉还原上述KNO₃(aq)过程中，反应物与生成物的离子浓度、pH随时间的变化关系如图所示。请根据图中信息写出t₁时刻前该反应的离子方程式：________。

（3）神舟载人飞船的火箭推进器中常用肼（N₂H₄）作燃料。NH₃与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），该反应中被氧化与被还原的元素的原子个数之比为________。如果反应中有5mol电子发生转移，可得到肼________ g。

（4）常温下向25mL 0.01mol/L稀盐酸中缓缓通入5.6 mL NH₃（标准状况，溶液体积变化忽略不计），反应后溶液中离子浓度由大到小的顺序是________。在通入NH₃的过程中溶液的导电能力________（填写“变大”、“变小”或“几乎不变”）。

（5）向上述溶液中继续通入NH₃，该过程中离子浓度大小关系可能正确的是________（选填编号）。

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）常温下向25mL含HCl 0.01mol的溶液中滴加氨水至过量，该过程中水的电离平衡________ （填写电离平衡移动情况）。当滴加氨水到25mL时，测得溶液中水的电离度最大，则氨水的浓度为________mol·L^-1。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

(15分)氮元素的化合物在工农业以及国防科技中用途广泛，但也会对环境造成污染，如地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。请回答下列问题：

(1)某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应探究脱氨原理。

①用适量0.1molL-1H2SO4洗涤Fe粉，主要反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　 ，之后用蒸馏水洗涤铁粉至中性；

②将KNO3溶液的pH调至2.5；

③向②调节pH后的KNO3溶液中持续通入一段时间N2，目的是　　　　　　　　 。

④用足量Fe粉还原③处理后的KNO3溶液。充分反应后，取少量反应液，加入足量NaOH溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，请根据以上信息写出Fe粉和KNO3溶液反应的离子方程式__。

(2)神舟载人飞船的火箭推进器中常用肼(N2H4)作燃料。NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 　　　　　　　　　　 。

(3)常温下向含0.01 mol HCl的溶液中缓缓通入224 mLNH3（标准状况，溶液体积变化忽略不计)。

①在通入NH3的过程中，溶液的导电能力　　 _________ (填“增强”、“减弱”或“基本不变”),理由是　　　　　　　　 ；水的电离程度　　　　　　 (填“增大”、“减小”或“基本不变”)。

②向HCl和NH3完全反应后的溶液中继续通入NH3，所得溶液中的离子浓度大小关系可能正确的是　 　　　 　 (填字母编号)。

a．c(H+)＞c(C1-)＞c(OH-)＞c(NH4+)　　 　 b．c(NH4+)＞c(C1-)＞c(H+)＞c(OH-)

c．c(NH4+)＞c(H+)＞c(C1-)＞c(OH-) 　　 d．c(C1)＝c(NH4+)＞c(H+)＝c(OH-)

高三化学简答题困难题查看答案及解析

某同学看到利用零价铁还原NO3－脱除地下水中硝酸盐”的相关报道后，利用如下装置探究铁粉与KNO3溶液的反应。实验过程如下：

ⅰ．打开弹簧夹，缓慢通入N2，并保持后续反应均在N2氛围中进行；

ii．加入pH已调至2.5的0.01mol·L－1KNO3酸性溶液100mL，一段时间后铁屑部分溶解，溶液逐渐变为浅绿色；待铁粉不再溶解，静置后发现，剩余固体表面有少量白色物质附着；

ⅲ．过滤剩余固体时，表面的白色物质变为红褐色；

iv．检测到滤液中存在NO3－、NH4+和Fe2+。

(1)通入N2并保持后续反应均在N2氛围中进行的实验目的是______________________。

(2)用化学方程式解释其变为红褐色的原因：_________________________________。

(3)用K3[Fe(CN)6]检验滤液中Fe2+的实验方案是(写出具体操作、现象及结论)___________。

(4)取少量滤液，向其中加入几滴KSCN溶液，无明显现象；再加入几滴稀硫酸，溶液呈红色。溶液变成红色的原因是_________________________________。

(5)该同学进一步査阅文献发现，用铁粉、碳粉混合物脱除硝酸盐，效果更佳。他用上述KNO3溶液继续设计如下实验，探究碳粉的作用。

③关于碳粉的作用，还可以提出的合理假设是_________________________________。

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氮元素的化合物在工农业以及国防科技中用途广泛，但也会对环境造成污染，如地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。完成下列填空：

（1）神舟载人飞船的火箭推进器中常用肼(N2H4)作燃料。NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4)，其他产物性质稳定。该反应中被氧化与被还原的元素的原子个数之比为______。如果反应中有5mol电子发生转移，可得到肼______g。

（2）常温下向25mL1.00mol/L稀盐酸中缓缓通入0.025molNH3(溶液体积变化忽略不计)，反应后溶液中离子浓度由大到小的顺序是_____。在通入NH3的过程中溶液的导电能力____(填写“变大”、“变小”或“几乎不变”)。

（3）向上述溶液中继续通入NH3，该过程中离子浓度大小关系可能正确的是_____(选填编号)。

a．[Cl-]=[NH4+]>[H+]=[OH-]　　　　　 b．[Cl-]>[NH4+]=[H+]>[OH-]

c．[NH4+]>[OH-]>[Cl-]>[H+]　　　　　 d．[OH-]>[NH4+]>[H+]>[Cl-]

（4）常温下向25mL含HCl0.01mol的溶液中滴加氨水至过量，该过程中水的电离平衡____(填写电离平衡移动情况)。当滴加氨水到25mL时，测得溶液中水的电离度最大，则氨水的浓度为______mol·L-1。

（5）设计两种实验方案证明氨水是弱电解质（1）_______；（2）_______。

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氮元素的化合物在工农业以及国防科技中用途广泛，但也会对环境造成污染，如地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。

（1）神舟载人飞船的火箭推进器中常用肼（N2H4）作燃料。NH3与NaClO反应可得到肼（N2H4），该反应中被氧化与被还原的元素的原子个数之比为___。如果反应中有5mol电子发生转移，可得到___ g肼。

（2）常温下向25mL0.01mol/L稀盐酸中缓缓通入5.6mLNH3（标准状况，溶液体积变化忽略不计），反应后溶液中离子浓度由大到小的顺序是___。在通入NH3的过程中溶液的导电能力___（填写“变大”、“变小”或“几乎不变”）。

（3）向上述溶液中继续通入NH3，该过程中离子浓度大小关系可能正确的是___（选填编号）。

a．[Cl-]=[NH4+]＞[H+]=[OH-]　　　 b．[Cl-]＞[NH4+]=[H+]＞[OH-

c．[NH4+]＞[OH-]＞[Cl-]＞[H+]　　　 d．[OH-]＞[NH4+]＞[H+]＞[Cl-]

（4）常温下向25mL含HCl0.01mol的溶液中滴加氨水至过量，该过程中水的电离平衡（填写电离平衡移动情况）___。当滴加氨水到25mL时，测得溶液中水的电离度最大，则氨水的浓度为___mol·L-1。

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