Question

(15分)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。請回答下列問題：

(1)某課題組模擬地下水脫氮過程，利用Fe粉和KNO3溶液反應(yīng)探究脫氨原理。

①用適量0.1molL-1H2SO4洗滌Fe粉，主要反應(yīng)的化學方程式為 ，之后用蒸餾水洗滌鐵粉至中性；

②將KNO3溶液的pH調(diào)至2.5；

③向②調(diào)節(jié)pH后的KNO3溶液中持續(xù)通入一段時間N2，目的是 。

④用足量Fe粉還原③處理后的KNO3溶液。充分反應(yīng)后，取少量反應(yīng)液，加入足量NaOH溶液，加熱，產(chǎn)生能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體，請根據(jù)以上信息寫出Fe粉和KNO3溶液反應(yīng)的離子方程式__。

(2)神舟載人飛船的火箭推進器中常用肼(N2H4)作燃料。NH3與NaClO反應(yīng)可得到肼(N2H4),該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為 。

(3)常溫下向含0.01 mol HCl的溶液中緩緩通入224 mLNH3（標準狀況，溶液體積變化忽略不計)。

①在通入NH3的過程中，溶液的導電能力 _________ (填“增強”、“減弱”或“基本不變”),理由是 ；水的電離程度 (填“增大”、“減小”或“基本不變”)。

②向HCl和NH3完全反應(yīng)后的溶液中繼續(xù)通入NH3，所得溶液中的離子濃度大小關(guān)系可能正確的是 (填字母編號)。

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-)

 

Answer 1

（1）①Fe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O ②防止空氣中的O2干擾反應(yīng)

④4Fe+NO3-+10H+＝4Fe2++NH4++3H2O （2）1:2

（3）①基本不變 溶液中的離子總濃度基本不變 增大 ②d

【解析】

試題分析：（1）①鐵表面的氧化物主要是氧化鐵，因此H2SO4可以除去Fe粉表面的氧化物是發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為Fe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O；

②氧氣具有氧化性，而空氣中含有大量的氧氣，所以為防止空氣中的O2對脫氮的影響，可向KNO3溶液中通入N2，排出O2；

④加入足量NaOH溶液，加熱，產(chǎn)生能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體，該氣體是氨氣，說明溶液中含有銨鹽，即硝酸根的還原產(chǎn)物是銨根，因此Fe粉和KNO3溶液反應(yīng)的離子方程式為4Fe+NO3-+10H+＝4Fe2++NH4++3H2O；

（2）NH3與NaClO反應(yīng)可得到肼(N2H4),反應(yīng)中氮元素的化合價從－3價升高到－2價，失去1個電子，而次氯酸鈉中氯元素的化合價從+1價降低到－1價，得到2個電子，因此根據(jù)電子得失守恒可知該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:2；

（3）①氨氣與鹽酸反應(yīng)生成氯化銨，由于氯離子濃度基本不變，因此在通入NH3的過程中，溶液的導電能力基本不變；由于氯化銨水解，因此水的電離程度增大；

②a．HCl和NH3完全反應(yīng)后生成氯化銨，向溶液中繼續(xù)通入NH3，氨氣溶于水生成一水合氨，一水合氨是弱電解質(zhì)，部分電離，因此溶液中c(NH4+)＞c(OH-)，a不正確；b．根據(jù)電荷守恒c(NH4+)+c(H+)＝c(C1-)+c(OH-)可知c(NH4+)＞c(C1-)＞c(H+)＞c(OH-)不可能存在，b不正確；c．根據(jù)電荷守恒c(NH4+)+c(H+)＝c(C1-)+c(OH-)可知c(NH4+)＞c(H+)＞c(C1-)＞c(OH-)不可能存在，c不正確；d．溶液可能顯中性，因此c(C1)＝c(NH4+)＞c(H+)＝c(OH-)可以存在，d正確，答案選d。

考點：考查實驗條件控制、方程式書寫、氧化還原反應(yīng)計算、水的電離、鹽類水解以及溶液中離子濃度大小比較等