Question

【題目】鐵除去廢水中硝酸鹽已成為環(huán)境修復研究的熱點之一。某課題組擬探究影響鐵除去硝酸鹽速率的外界因素，設計如下實驗方案：

實驗	2 g 鐵形狀	0.1 mol·L－1 的KNO3溶液	0.1 mol·L－1 H2SO4溶液	蒸餾 水體積	恒溫 水浴	1 h NO 除去率
1	粉末	20 mL	20 mL	0	20 ℃	a
2	顆粒	20 mL	20 mL	0	20 ℃	b
3	粉末	20 mL	10 mL	V mL	20 ℃	c
4	粉末	20 mL	20 mL	0	30 ℃	d

回答下列問題：

(1)在pH＝2.5的廢水中，24 h后，鐵粉使除去率約100%，產(chǎn)物為Fe3O4、。寫出該反應的離子方程式：_________________________________________________。

(2)上述實驗中，V＝________，理由是_____________________。

(3)由表中數(shù)據(jù)可知，a________b(填“>”“<”或“＝”)。

(4)若a>c，可得出的結(jié)論是______________________________。

(5)設計實驗1和實驗4的目的是______________________。

Answer 1

【答案】3Fe＋＋2H＋＋H2O===Fe3O4＋10根據(jù)控制變量實驗要求，確保溶液總體積相等>酸性越強，NO除去率越高探究溫度對NO除去率的影響

【解析】

(1)可用元素補給法書寫陌生方程式，首先根據(jù)題意有Fe＋NO→Fe3O4＋NH，結(jié)合還原劑失去的電子數(shù)等于氧化劑得到的電子數(shù)可配得：3Fe＋NO→Fe3O4＋NH，明顯方程式左邊要補4個H和1個O，超過H2O中氫氧比例，酸性環(huán)境用H＋補H，用H2O補O，得到：3Fe＋NO＋H＋＋H2O→Fe3O4＋NH，配平即可，故答案為3Fe＋NO＋2H＋＋H2O===Fe3O4＋NH ；(2)根據(jù)控制變量的思想，若要保證KNO3濃度不變，實驗總體積需要相同，每次實驗總體積均為40 mL，所以V＝10 mL，故答案為：10、根據(jù)控制變量實驗要求，確保溶液總體積相等；(3)粉末表面積更大，反應速率更快，除去率更高，所以a>b；(4)1、3兩組實驗不同之處只有硫酸的濃度，1組酸性更強因此結(jié)論是酸性越強，NO3-除去率越高，故答案為：酸性越強，NO3-除去率越高；(5)1、4兩組實驗的區(qū)別是溫度不同，即探究溫度對NO3-除去率的影響。