Question

【題目】地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個(gè)世界性的環(huán)境問(wèn)題。文獻(xiàn)報(bào)道某課題組模擬地下水脫氮過(guò)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(duì)脫氮速率的影響。

（1）實(shí)驗(yàn)前：①配制500mL0.1molL-1H2SO4，所需的定量?jī)x器有______，②再用0.1molL-1H2SO4洗滌Fe粉，其目的是______，然后用蒸餾水洗滌至中性；③將KNO3溶液的pH調(diào)至2.5；④為防止空氣中的O2對(duì)脫氮的影響，對(duì)KNO3溶液的處理方法為______。

（2）下圖表示足量Fe粉還原上述KNO3溶液過(guò)程中，測(cè)出的溶液中相關(guān)離子濃度、pH隨時(shí)間的變化關(guān)系（部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去）。請(qǐng)根據(jù)圖中信息寫出t1時(shí)刻前該反應(yīng)的離子方程式______。

（3）研究表明鐵粉和活性炭粉混合使用可提高脫氮的效率，其可能的原因是______。

（4）根據(jù)圖說(shuō)明，地下水中的CO32-會(huì)使脫氮效率偏低可能的原因______。

（5）處理后的廢液經(jīng)過(guò)一定的加工步驟，可以轉(zhuǎn)化為硝酸鐵，用作媒染劑、銅著色劑、醫(yī)藥等，若0.56噸經(jīng)稀H2SO4、蒸餾水洗滌并干燥后的鐵粉，處理廢液后，最后可以轉(zhuǎn)化為硝酸鐵固體______噸。

Answer 1

【答案】量筒（或酸式滴定管）、500mL容量瓶 除去鐵銹 通入過(guò)量的氮?dú)猓ɑ蚣訜嶂蠓校?/span> 4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O 鐵和碳粉形成原電池，加速硝酸根離子的還原 碳酸根離子水解呈堿性，溶液堿性越強(qiáng)，脫氮效率越低 2.42

【解析】

（1）選量筒或酸式滴定管量取酸性溶液，在500m容量瓶中定容，鐵的氧化物與稀硫酸反應(yīng)，利用氮?dú)饣蚣訜崤懦鲅鯕猓?/span>

（2）t1時(shí)刻前，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子、銨根離子；

（3）鐵粉和活性炭粉混合使用可提高脫氮的效率，與構(gòu)成原電池有關(guān)；

（4）地下水中的CO32-會(huì)使脫氮效率偏低，與水解顯堿性有關(guān)；

（5）結(jié)合Fe～Fe（NO3）3計(jì)算。

（1）實(shí)驗(yàn)前：①配制500mL 0.1molL-1H2SO4，所需的定量?jī)x器有量筒（或酸式滴定管）、500mL容量瓶；

②再用0.1molL-1H2SO4洗滌Fe粉，其目的是除去鐵銹，然后用蒸餾水洗滌至中性；③將KNO3溶液的pH調(diào)至2.5；④為防止空氣中的O2對(duì)脫氮的影響，對(duì)KNO3溶液的處理方法為通入過(guò)量的氮?dú)猓ɑ蚣訜嶂蠓校��?/span>

（2）t1時(shí)刻前該反應(yīng)的離子方程式為4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O；

（3）研究表明鐵粉和活性炭粉混合使用可提高脫氮的效率，其可能的原因是鐵和碳粉形成原電池，加速硝酸根離子的還原；

（4）地下水中的CO32-會(huì)使脫氮效率偏低可能的原因?yàn)樘妓岣�離子水解呈堿性，溶液堿性越強(qiáng)，脫氮效率越低；

（5）由Fe～Fe（NO3）3可知，最后可以轉(zhuǎn)化為硝酸鐵固體為×242t=2.42t。