Question

【题目】铁除去废水中硝酸盐已成为环境修复研究的热点之一。某课题组拟探究影响铁除去硝酸盐速率的外界因素，设计如下实验方案：

实验	2 g 铁形状	0.1 mol·L－1 的KNO3溶液	0.1 mol·L－1 H2SO4溶液	蒸馏 水体积	恒温 水浴	1 h NO 除去率
1	粉末	20 mL	20 mL	0	20 ℃	a
2	颗粒	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

回答下列问题：

(1)在pH＝2.5的废水中，24 h后，铁粉使除去率约100%，产物为Fe3O4、。写出该反应的离子方程式：_________________________________________________。

(2)上述实验中，V＝________，理由是_____________________。

(3)由表中数据可知，a________b(填“>”“<”或“＝”)。

(4)若a>c，可得出的结论是______________________________。

(5)设计实验1和实验4的目的是______________________。

Answer 1

【答案】3Fe＋＋2H＋＋H2O===Fe3O4＋10根据控制变量实验要求，确保溶液总体积相等>酸性越强，NO除去率越高探究温度对NO除去率的影响

【解析】

(1)可用元素补给法书写陌生方程式，首先根据题意有Fe＋NO→Fe3O4＋NH，结合还原剂失去的电子数等于氧化剂得到的电子数可配得：3Fe＋NO→Fe3O4＋NH，明显方程式左边要补4个H和1个O，超过H2O中氢氧比例，酸性环境用H＋补H，用H2O补O，得到：3Fe＋NO＋H＋＋H2O→Fe3O4＋NH，配平即可，故答案为3Fe＋NO＋2H＋＋H2O===Fe3O4＋NH ；(2)根据控制变量的思想，若要保证KNO3浓度不变，实验总体积需要相同，每次实验总体积均为40 mL，所以V＝10 mL，故答案为：10、根据控制变量实验要求，确保溶液总体积相等；(3)粉末表面积更大，反应速率更快，除去率更高，所以a>b；(4)1、3两组实验不同之处只有硫酸的浓度，1组酸性更强因此结论是酸性越强，NO3-除去率越高，故答案为：酸性越强，NO3-除去率越高；(5)1、4两组实验的区别是温度不同，即探究温度对NO3-除去率的影响。