地下水中的NO3-可用还原法处理,NO3-可被还原为NO2、NO、NH4+等。利用Zn和KNO3溶液反应模拟地下水的脱硝过程、探究脱硝原理及相关因素对脱硝速率的影响。模拟过程的实验装置如图所示。
(1)实验时用0.1mol•L-1H2SO4洗涤Zn粒,再用蒸馏水洗涤至接近中性;将KNO3溶液的pH调至2.5。
①实验中通入N2的目的是排除实验装置中的空气,防止空气中的O2影响脱硝反应排除实验装置中的空气,防止空气中的O2影响脱硝反应。
②判断洗涤至接近中性的实验操作是取一小块pH试纸于表面皿或玻璃镜片上,用洁净干燥的玻璃棒蘸最后一次洗涤的滤出液点在pH试纸上,与标准比色卡对照表,读出pH约为7,说明洗涤接近至中性取一小块pH试纸于表面皿或玻璃镜片上,用洁净干燥的玻璃棒蘸最后一次洗涤的滤出液点在pH试纸上,与标准比色卡对照表,读出pH约为7,说明洗涤接近至中性。
③向上述KNO3溶液中加入足量洗涤后的Zn粒,写出Zn与KNO3溶液反应生成NH4+的离子方程式4Zn+NO3-+10H+=4Zn2++NH4++3H2O4Zn+NO3-+10H+=4Zn2++NH4++3H2O。
(2)影响脱硝速率的因素可能有:溶液的pH、温度、Zn的颗粒大小等。设计实验方案证明温度对脱硝速率的影响①取两套如本题图装置,分别加入等体积、等浓度的KNO3溶液;
②将溶液的pH值调节为2.5,并通入氮气;
③将其中一套实验装置浸入热水浴中(或浸入冰水浴中);
④向三颈瓶中分别加入足量且等质量的同种Zn粒,用离子色谱仪测定相同反应时间时三颈瓶中NO3-的浓度,若测出的NO3-的物质的量浓度不同,表明温度对脱氮速率有影响,否则无影响①取两套如本题图装置,分别加入等体积、等浓度的KNO3溶液;
②将溶液的pH值调节为2.5,并通入氮气;
③将其中一套实验装置浸入热水浴中(或浸入冰水浴中);
④向三颈瓶中分别加入足量且等质量的同种Zn粒,用离子色谱仪测定相同反应时间时三颈瓶中NO3-的浓度,若测出的NO3-的物质的量浓度不同,表明温度对脱氮速率有影响,否则无影响。[已知:溶液中的NO3-的物质的量浓度可用离子色谱仪测定]
(3)国家规定氮氧化物的排放标准不超过400mg•L-1。氮氧化物可以用酸性硫酸亚铁溶液来吸收,反应原理为NO+Fe2+═Fe(NO)2+;NO2+3Fe2++2H+═2Fe3++Fe(NO)2++H2O。现测定某地下水脱硝过程中氮氧化物的排放量:收集500.00mL排放的气体,缓慢通过250.00mL 0.6240mol•L-1酸性FeSO4溶液(过量),充分反应,量取吸收气体后的溶液25.00mL置于锥形瓶中,用0.2000mol•L-1酸性KMnO4溶液滴定过量的Fe2+(还原产物为Mn2+),重复上述实验操作3次,平均消耗酸性KMnO4溶液的体积为15.00mL。试通过计算分析地下水脱硝过程中氮氧化物的排放是否符合国家标准(写出计算过程)。[已知Fe(NO)2+与酸性KMnO4溶液不反应]
②将溶液的pH值调节为2.5,并通入氮气;
③将其中一套实验装置浸入热水浴中(或浸入冰水浴中);
④向三颈瓶中分别加入足量且等质量的同种Zn粒,用离子色谱仪测定相同反应时间时三颈瓶中NO3-的浓度,若测出的NO3-的物质的量浓度不同,表明温度对脱氮速率有影响,否则无影响
②将溶液的pH值调节为2.5,并通入氮气;
③将其中一套实验装置浸入热水浴中(或浸入冰水浴中);
④向三颈瓶中分别加入足量且等质量的同种Zn粒,用离子色谱仪测定相同反应时间时三颈瓶中NO3-的浓度,若测出的NO3-的物质的量浓度不同,表明温度对脱氮速率有影响,否则无影响
【考点】探究物质的组成或测量物质的含量.
【答案】排除实验装置中的空气,防止空气中的O2影响脱硝反应;取一小块pH试纸于表面皿或玻璃镜片上,用洁净干燥的玻璃棒蘸最后一次洗涤的滤出液点在pH试纸上,与标准比色卡对照表,读出pH约为7,说明洗涤接近至中性;4Zn+NO3-+10H+=4Zn2++NH4++3H2O;①取两套如本题图装置,分别加入等体积、等浓度的KNO3溶液;
②将溶液的pH值调节为2.5,并通入氮气;
③将其中一套实验装置浸入热水浴中(或浸入冰水浴中);
④向三颈瓶中分别加入足量且等质量的同种Zn粒,用离子色谱仪测定相同反应时间时三颈瓶中NO3-的浓度,若测出的NO3-的物质的量浓度不同,表明温度对脱氮速率有影响,否则无影响
②将溶液的pH值调节为2.5,并通入氮气;
③将其中一套实验装置浸入热水浴中(或浸入冰水浴中);
④向三颈瓶中分别加入足量且等质量的同种Zn粒,用离子色谱仪测定相同反应时间时三颈瓶中NO3-的浓度,若测出的NO3-的物质的量浓度不同,表明温度对脱氮速率有影响,否则无影响
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:108引用:1难度:0.3
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