【题目】氮是地球上含量最丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。回答下列问题:
(1)在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,其化学平衡常数K与温度t的关系如下表:
t/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | K1 | K2 | 0.5 |
在200℃时,当测得NH3和N2、H2的物质的量分别为1mol和0.5mol、1mol时,则该反应的v(N2)正____v(N2)逆(填写“>”、“=”或“<”)。
(2)结合表中给出的电离常数回答下列问题:
酸或碱 | CH3COOH | HNO2 | HCN | HClO |
电离平衡常数(Ka或Kb) | 1.8×10-5 | 4.6×10-4 | 5×10-10 | 3×10-8 |
①上述四种酸中,酸性最弱、最强的酸分别是_______、____(用化学式表示)。
②下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离平衡常数不变的操作是____(填序号)。
A.升高温度 B.加水稀释 C.加少量的CH3COONa固体 D.加少量冰醋酸 E.加氢氧化钠固体
③依上表数据判断醋酸和次氯酸钠溶液能否反应,如果不能反应说出理由,如果能发生反应请写出相应的离子方程式_______。
【题目】用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。
(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。
①作负极的物质是__________。
②正极的电极反应式是__________。
(2)将足量铁粉投入水体中,经 24小时测定 NO3-的去除率和pH,结果如下:
初始 pH | pH=2.5 | pH=4.5 |
NO3-的去除率 | 接近 100% | <50% |
24 小时 pH | 接近中性 | 接近中性 |
铁的最终物质 形态 |
pH=4.5 时,NO3-的去除率低,其原因是_____________。
(3)实验发现:在初始 pH=4.5 的水体中投入足量铁粉的同时,补充一定量的 Fe2+可以明显提高NO3-的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设:
Ⅰ.Fe2+直接还原NO3-;
Ⅱ.Fe2+破坏 FeO(OH)氧化层。
①做对比实验,结果如图所示,可得到的结论是________。
②同位素示踪法证实 Fe2+能与 FeO(OH)反应生成 Fe3O4。结合该反应的离子方程式,解释加入 Fe2+提高NO3-去除率的原因:_____________。
(4) 其他条件与(2)相同,经 1小时测定NO3-的去除率和 pH,结果如下:
初始 pH | pH=2.5 | pH=4.5 |
NO3-的去除率 | 约10% | 约3% |
1小时pH | 接近中性 | 接近中性 |
与(2)中数据对比,解释(2)中初始 pH不同时,NO3-去除率和铁的最终物质形态不同的原因:_______。