Question

(15分)氮元素的化合物在工農業以及國防科技中用途廣泛，但也會對環境造成污染，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溶液反應探究脫氨原理。
①用適量0.1molL^-1H₂SO₄洗滌Fe粉，主要反應的化學方程式為                   ，之后用蒸餾水洗滌鐵粉至中性；
②將KNO₃溶液的pH調至2.5；
③向②調節pH后的KNO₃溶液中持續通入一段時間N₂，目的是           。
④用足量Fe粉還原③處理后的KNO₃溶液。充分反應后，取少量反應液，加入足量NaOH溶液，加熱，產生能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體，請根據以上信息寫出Fe粉和KNO₃溶液反應的離子方程式__。
(2)神舟載人飛船的火箭推進器中常用肼(N₂H₄)作燃料。NH₃與NaClO反應可得到肼(N₂H₄),該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為                 。
(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完全反應后的溶液中繼續通入NH₃，所得溶液中的離子濃度大小關系可能正確的是        (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
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生反應的化學方程式為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，產生能使濕潤紅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，即硝酸根的還原產物是銨根，因此Fe粉和KNO₃溶液反應的離子方程式為4Fe+NO₃^-+10H⁺＝4Fe²⁺+NH₄⁺+3H₂O；
（2）NH₃與NaClO反應可得到肼(N₂H₄),反應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，因此根據電子得失守恒可知該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為1:2；
（3）①氨氣與鹽酸反應生成氯化銨，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完全反應后生成氯化銨，向溶液中繼續通入NH₃，氨氣溶于水生成一水合氨，一水合氨是弱電解質，部分電離，因此溶液中c(NH₄⁺)＞c(OH^-)，a不正確；b．根據電荷守恒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、氧化還原反應計算、水的電離、鹽類水解以及溶液中離子濃度大小比較等