Question

某同学看到“利用零价铁还原脱除地下水中硝酸盐”的相关资料后，利用如下装

置探究铁粉与溶液的反应。实验过程如下：

i.打开弹簧夹，缓慢通入，并保持后续反应均在氛围中进行；

ii.加入pH 已调至2.5 的 0.01mol·酸性溶液100mL，一段时间后铁粉部分溶解，

溶液逐渐变为浅绿色；待铁粉不再溶解，静置后发现，剩余固体表面有少量白色物

质附着；

iii.过滤剩余固体时，表面的白色物质变为红褐色；

iv.检测到滤液中存在。

（1）通入并保持后续反应均在2 N 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）用检验滤液中 的实验方案是_________。

（4）取少量滤液，向其中加入几滴KSCN 溶液，无明显现象；再加入几滴稀硫酸，溶液

呈红色。溶液变成红色的原因是_________。

（5）该同学进一步查阅资料发现，用铁粉、碳粉的混合物脱除硝酸盐，效果更佳。他用上述溶液继续

设计如下实验，探究碳粉的作用。

③关于碳粉的作用，还可以提出的假设是 。

Answer

（1）避免空气中的氧气对铁和硝酸根离子的反应产生干扰。（2）Fe(OH)2，4Fe(OH)2+O2+H2O=4Fe(OH)3

取滤液，向其中滴加几滴K3[Fe(CN)6]。若观察到蓝色沉淀，则证明滤液中存在二价铁离子。（4）溶液中存在二价铁离子和硝酸根离子，加入氢离子后，发生反应3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO+2H2O。生成的三价铁离子与SCN-反应使溶液变红。（5）①碳粉和PH=2.5的0.01mol/LKNO3溶液100ml ②铁电极部分溶解，电流计指针偏转，右杯中硝酸根离子浓度降低。③碳粉作为催化剂，提高脱除硝酸盐反应速

【解析】

试题分析：

（1）因为实验过程涉及氧化还原反应，所以需要排除空气中氧气对于实验的影响。（2）基础内容，考查课程内方程式的书写。（3）考查二价铁离子与K3[Fe(CN)6]反应现象。（4）二价铁离子具有还原性，硝酸根离子在有氢离子存在的情况下具有氧化性，二者发生反应。生成的三价铁离子和SCN-反应使得溶液变为血红色。（5）①直接加入碳粉即可，溶液选取尽可能与原题目一致。②现象能观察到左侧的铁电极的部分溶解，电流计的偏转，至于“溶液颜色变绿”在原电池中，认为看不到。

考点：考查三价铁离子与KSCN的特征反应以及基本方程式的书写，和对基本的实验探究能力的考查。