17.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.
(2)白色物质是Fe(OH)2,用化学方程式解释其变为红褐色的原因:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(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NH4+、Fe2+、NO3-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3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O.
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