[题目]某同学看到“利用零价铁还原NO3-脱除地下水中硝酸盐的相关资料后.利用如下装置探究铁粉与KNO3溶液的反应.实验步骤及现象如下:实验步骤实验现象1.打开弹簧夹.缓慢通入N22.加入pH为2.5的0.01mol/L酸性KNO3溶液100mL铁粉部分溶解.溶液呈浅绿色,铁粉不再溶解后.剩余铁粉表面出现少量白色物质附着.3.反应停止后.拔掉橡胶塞.将圆底烧� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】某同学看到“利用零价铁还原NO3-脱除地下水中硝酸盐”的相关资料后，利用如下装置探究铁粉与KNO3溶液的反应。实验步骤及现象如下：

实验步骤	实验现象
1、打开弹簧夹，缓慢通入N2
2、加入pH为2.5的0.01mol/L酸性KNO3溶液100mL	铁粉部分溶解，溶液呈浅绿色；铁粉不再溶解后，剩余铁粉表面出现少量白色物质附着。
3、反应停止后，拔掉橡胶塞，将圆底烧瓶取下	烧瓶内气体的颜色没有发生变化。
4、将剩余固体过滤	表面的白色物质变为红褐色。

（1）通入N2并保持后续反应均在N2氛围中进行的实验目的是______________________________。

（2）白色物质是__________，用化学方程式解释其变为红褐色的原因：____________________。

（3）为了探宄滤液的成分，该同学进一步设计了下述实验：

实验步骤	实验现象
1、取部分滤液于试管中，向其中加入KSCN溶液	溶液液无变化
2、将上述溶液分为两份，一份中滴入氯气；另一份中滴加稀硫酸	两份溶液均变为红色
3、另取部分滤液于试管中，向其中加入浓NaOH溶液并加热，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸。	有气体生成，该气体使红色石蕊试纸变蓝。

（i）根据以上实验现象，可以判断滤液中存在____________________离子。

（ii）步骤2中滴加稀硫酸后溶液会由浅绿色变成红色，请用离子方程式解释其原因____________________。

【答案】防止空气中的O2对Fe和NO3-反应的干扰，避免影响反应产物的判断 Fe（OH）2 4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3 Fe2+、NH4+、NO3- 3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O

【解析】(1)空气中的氧气有强氧化性，为防止空气中的O2对Fe和NO3-反应的干扰，避免影响反应产物的判断，则整个反应需要在N2氛围中进行；

(2)表面的白色物质变为红褐色，可知该白色物质是Fe(OH)2，其遇空气中的氧气易氧化成显红褐色的Fe(OH)3，发生反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

(3)①取部分滤液于试管中，向其中加入KSCN溶液，溶液液无变化，可知不含有Fe3+；②上述溶液分为两份，一份中滴入氯气；另一份中滴加稀硫酸，两份溶液均变为红色，可知溶液里含有Fe2+和NO3-，因为在酸性条件下NO3-能氧化Fe2+；③另取部分滤液于试管中，向其中加入浓NaOH溶液并加热，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，有气体生成，该气体使红色石蕊试纸变蓝，可知溶液里含有NH4+；

(i)根据以上实验现象，可以判断滤液中存在Fe2+、NH4+、NO3-；

(ii)步骤2中滴加稀硫酸后溶液会由浅绿色变成红色，是溶液中NO3-在酸性条件下氧化Fe2+生成Fe3+，遇KSCN溶液显红色，发生反应的离子方程式为3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O。

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