地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环节问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。

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地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环节问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO₃溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。
（1）实验前：①先用0.1mol·L^-1H₂SO₄洗涤Fe粉，其目的是______________，然后用蒸馏水洗涤至中性；②将KNO₃溶液的pH调至2.5；③为防止空气中的O₂对脱氮的影响，应向KNO₃溶液中通入________（写化学式）。
（2）下图表示足量Fe粉还原上述KNO₃溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系（部分副反应产物曲线略去）。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式______________。t1时刻后，该反应仍在进行，溶液中NH₄⁺的浓度在增大，Fe²⁺的浓度却没有增大，可能的原因是____________________________。

（3）改课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：溶液的pH；假设二：______________；假设二：______________； ……
（4）请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论。（已知：溶液中的NO₃^-浓度可用离子色谱仪测定）

答案

（1）去除铁粉表面的氧化物等杂质；N₂
（2）4Fe＋NO₃^-＋10H⁺＝2Fe²⁺＋NH₄⁺＋3H₂O；生成Fe²⁺的水解（或和溶液中的OH^-结合）
（3）温度；铁粉颗粒大小（4）

举一反三

化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究：
查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成。
Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验取适量牙膏样品，加水成分搅拌、过滤。
（1）往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是___________________________________。
（2）往（1）所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。观察到的现象是_______________________________。
Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO₃沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。

依据实验过程回答下列问题：
（3）实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有：_________________________________。
（4）C中反应生成BaCO₃的化学方程式是________________________________。
（5）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是_____________（填标号）。
a.在加入盐酸之前，应排净装置内的CO₂气体
b.滴加盐酸不宜过快
c.在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d. 在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
（6）实验中准确称取8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO₃平均质量为3.94g 。则样品中碳酸钙的质量分数为_________。
（7）有人认为不必测定C中生成的BaCO₃质量，只要测定装置C在吸收CO₂前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是____________________。

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甲、乙两同学为探究SO₂与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO₃沉淀，用下图所示装置进行实验（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）。

实验操作和现象

⑴A中反应的化学方程式是_______________。
⑵C中白色沉淀是__________，该沉淀的生成表明SO₂具有____________性。
⑶C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是____________________________。
⑷分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气参与反应，乙认为是白雾参与反应。
①为证实各自的观点，在原实验基础上：甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是______________；乙在A、B间增加洗气瓶D，D中盛放的试剂是______________。
②进行实验，B中现象

检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因：______________。
⑸合并⑷中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成，而C中产生白色沉淀，由此得出的结论是____________________________。

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在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下图所示装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。

请完成该实验中的问题：
(1)写出该反应的化学方程式：________________。该氧化还原反应的还原剂是_______，氧化剂是___________。
(2)实验前必须对整套装置进行气密性检查，操作方法是_______________
(3)圆底烧瓶中盛装的是水，该装置受热后的主要作用是___________________；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是___________________
(4)酒精灯和酒精喷灯点燃的先后顺序是________________ ，为什么？___________________
(5)干燥管中盛装的物质是___________，作用是_______________
(6)试管中收集的气体是___________。如果要在A处的玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行___________，方法是_______________。这一操作的目的是____________________。

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钠在空气中燃烧（如图中甲）生成产物的固体物质中除有黄色粉末外，还有黑色固体物质--炭。
(1)请假设黑色固体物质产生的原因可能是：

假设①________________；假设②________________；假设③________________。
(2)为确认以上其中一种假设的正误，某同学进行如下推断：由于金属钠与氧的结合能力比碳强，因此黑色炭可能是二氧化碳与金属钠发生置换反应而生成的。
该同学设计实验如下：用打孔器钻取一块金属钠，取中间一小块钠放在充满二氧化碳气体的玻璃管（如图中乙）中加热，观察到钠燃烧发出黄色火焰，并有淡黄色固体和黑色固体生成，生成的淡黄色固体立即变成白色。请回答下列问题：
①用打孔器取用金属钠的原因是________________________；
②产生以上现象的化学反应可能为____________________________。

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请设计CO₂在高温下与木炭反应生成CO的实验。
(1)在图2中，A表示由长颈漏斗和锥形瓶组成的气体发生器，请在A后完成该反应的实验装置示意图（夹持装置、连接胶管及尾气处理部分不必画出，需要加热的仪器下方用△标出），按气流方向在每件仪器下方标出字母B，C……；其他可选用的仪器（数量不限）简易表示如图1；

(2)根据方框中的装置图，填写该表

(3)有人对气体发生器作如下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中。改进后的优点是_____________________________________。
(4)验证CO的方法是_________________________________。

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