工、农业废水以及生活污水中浓度较高的会造成氮污染。工业上处理水体中的一种方法是零...

工、农业废水以及生活污水中浓度较高的会造成氮污染。工业上处理水体中的一种方法是零价铁化学还原法。某化学小组用废铁屑和硝酸盐溶液模拟此过程，实验如下。

（1）先用稀硫酸洗去废铁屑表面的铁锈，然后用蒸馏水将铁屑洗净。

①除锈反应的离子反程式是__________。

②判断铁屑洗净的方法是__________。

（2）将KNO3溶液的pH调至2.5。从氧化还原的角度分析调低溶液pH的原因是__________。

（3）将上述处理过的足量铁屑投入（2）的溶液中。如图表示该反应过程中，体系内相关离子浓度、pH随时间变化的关系。请根据图中信息回答：

①t1时刻前该反应的离子方程式是__________。

②t2时刻后，该反应仍在进行，溶液中的浓度在增大，Fe2+的浓度却没有增大，可能的原因是__________。

（4）铁屑与KNO3溶液反应过程中向溶液中加入炭粉，可以增大该反应的速率，提高的去除效果，其原因是__________。

Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 测最后一次洗涤液的pH，若为7，则说明铁屑已洗净（或取少量最后一次洗涤液加入BaCl2溶液，若无明显现象，则说明铁屑已洗净）在酸性条件下的氧化性强，易被铁屑还原 4Fe++10H+=4Fe2+++3H2O 生成的Fe2+水解炭粉和铁构成了无数微小的原电池加快反应速率【解析】(1). ①. 铁锈的主要成分是Fe2O3，与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，反应的离子方程式为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，故答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O； ②. 判断铁屑是否洗净的方法是测最后一次洗涤液的pH，若为7，则说明铁屑已洗净，故答案为：测最后一次洗涤液的pH，若为7，则说明铁屑已洗净； (2). pH调至2.5，是因为NO3－在酸性条件下的氧化性强，易被铁屑还原，故答案为：NO3－在酸性条件下的氧化性强，易被铁屑还原； (3). ①. 根据图示可知，在t1时刻前，硝酸根离子、氢离子浓度逐渐减小，亚铁离子浓度增大，则在t1时刻前是金属铁和硝酸之间的反应，即4Fe+NO3－+10H+=4Fe2++NH4＋+3H2O，故答案为：4Fe+NO3－+10H+=4Fe2++NH4＋+3H2O； ②. 根据反应4Fe+NO3－+10H+=4Fe2++NH4＋+3H2O可知，溶液中NH4＋的浓度在增大，Fe2+的浓度却没有增大，所以原因是生成的Fe2+水解所致，故答案为：生成的Fe2+水解； (4). 构成原电池可以加快化学反应速率，炭粉和铁屑构成了无数微小的原电池加快反应速率，故答案为：炭粉和铁构成了无数微小的原电池加快反应速率。

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考点分析：

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工业制硝酸的关键是氨的催化氧化，与硝酸工业相关的过程中产生的氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物，假设不含N2O4)的处理与应用也是科学研究的热点。

⑴工业上可用氨催化吸收法处理NOx，反应原理为4xNH3+6NOx(2x+3)N2+6xH2O。某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置如图所示：

①装置A中发生反应的化学方程式为________。

②装置D中碱石灰的作用是________。

⑵工业上也常用Na2CO3溶液吸收法处理NOx(已知：NO不能与Na2CO3溶液反应)。NO+NO2+ Na2CO3 = 2 NaNO2+ CO2；

2NO2+ Na2CO3 = NaNO2+ NaNO3+ CO2。

①当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时，x的值不可能是________填选项字母。

A.1.4 B.1.6 C.1.8

②将1 mol NOx通入Na2CO3溶液中，被完全吸收时，溶液中生成的NO3－、NO2－两种离子的物质的量随x变化关系如图所示：

图中线段a表示________填化学式随x值的变化关系；若用溶质质量分数为21.2%的Na2CO3溶液吸收，则需要Na2CO3溶液至少________g。

用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx，每产生22.4 L(标准状况)CO2(全部逸出)时，吸收液质量就增加44g，则NOx中的________。

⑶氨催化吸收法和Na2CO3溶液吸收法处理NOx尾气的意义是________。

⑷尿素也可用于吸收处理NOx，其反应原理为NO+NO2+ H2O = 2HNO2、2HNO2+CO(NH2)2 = 3H2O + CO2↑+ 2N2↑。当混合气体中NO、NO2按上述反应中系数比时吸收效果最佳。若混合气体中V(NO):V(NO2)=5:1时，可通入一定量的空气，同温同压下，V(空气):V(NO)= ________ (空气中O2的体积含量约为20%)。

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以下关于铜跟浓、稀硝酸反应的说法中错误的是

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试题属性

题型：综合题
难度：困难