Question

氮元素的化合物在工農(nóng)業(yè)以及國(guó)防科技中用途廣泛，但也會(huì)對(duì)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(gè)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(duì)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(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。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）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(gè)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(jì)），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(hào)）。
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(dòng)情況）。當(dāng)?shù)渭影彼��?5mL時(shí)，測(cè)得溶液中水的電離度最大，則氨水的濃度為                  mol·L^-1。

Answer 1

（1）去除鐵粉表面的氧化物等雜質(zhì) （1分）、 O₂（1分）
（2）4Fe+NO₃^—+10H⁺→4Fe²⁺+NH₄⁺+3H₂O（2分，物質(zhì)正確寫全1分，配平1分）
（3）2:1（1分）、80（1分）
（4）c(Cl^-)＞c(NH₄⁺)＞c(H⁺)＞c(OH^-)（1分）、幾乎不變（1分）。
（5）ac（2分，每個(gè)1分）
（6）先正向移動(dòng)，后逆向移動(dòng)（1分）、0.4mol/L（1分）。

試題分析：（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H₂SO₄(aq)洗滌Fe粉，其目的是去除鐵粉表面的氧化物等雜質(zhì)如鐵銹。③由于二價(jià)鐵離子易被空氣中的氧氣氧化會(huì)對(duì)脫氮的影響，應(yīng)向KNO₃溶液中通入N₂可以進(jìn)行隔絕。
（2）由圖中信息可以看出氫離子濃度減小，硝酸根濃度減小，二價(jià)鐵離子濃度增大，銨根離子濃度增大，可以確定出反應(yīng)物和生成物，并運(yùn)用氧化還原反應(yīng)原理得出t₁時(shí)刻前該反應(yīng)的離子方程式：4Fe+NO₃^—+10H⁺→4Fe²⁺+NH₄⁺+3H₂O。
（3）根據(jù)得失電子數(shù)相等，NH₃-_---N₂H₄與NaClO---Cl-，該反應(yīng)中被氧化（N）與被還原的元素的原子(Cl)個(gè)數(shù)之比為2:1。如果反應(yīng)中有5mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)生成肼2.5mol，質(zhì)量為80g。
（4）25mL 0.01mol/L稀鹽酸物質(zhì)的量是0.00025mol，5.6 mL NH₃（標(biāo)準(zhǔn)狀況）物質(zhì)的量為0.00025mol，反應(yīng)后恰好生成氯化銨，水解后呈酸性，其溶液中離子濃度由大到小的順序是c(Cl^-) ＞c(NH₄⁺) ＞c(H⁺)＞ c(OH^-) 。在通入NH₃的過程中由于生成了一水合氨是弱電解質(zhì)，產(chǎn)生的離子很小，溶液的導(dǎo)電能力幾乎不變。
（5）向上述溶液中繼續(xù)通入NH₃，溶質(zhì)為氯化銨和一水合氨，過程中溶液會(huì)呈中性，最終溶液呈堿性，所以該過程中離子濃度大小關(guān)系可能正確的是 a．c(Cl^-)=c(NH₄⁺)＞c(H⁺)=c(OH^-) 呈中性；c．c(NH₄⁺)＞c(OH^-)＞c(Cl^-)＞c(H⁺)呈堿性；
（6）常溫下向25mL含HCl 0.01mol的溶液中滴加氨水時(shí)生成了銨根離子降低了溶液中的氫離子濃度此時(shí)平衡先正向移動(dòng)，當(dāng)鹽酸反應(yīng)完后溶液呈堿性時(shí)又對(duì)水的電離起到了抑制作用，使水的電離平衡逆向移動(dòng)。當(dāng)?shù)渭影彼��?5mL時(shí)，測(cè)得溶液中水的電離度最大說明恰好生成了氯化銨此時(shí)氨氣的物質(zhì)的量和氯化氫的物質(zhì)的量相同都為0.01mol，則氨水的濃度為0.01/0.025=0.4mol/Lmol·L^-1。