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用零價(jià)鐵(Fe)去除水體中的硝酸鹽(
NO
-
3
)已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點(diǎn)之一.
(1)Fe還原水體中
NO
-
3
的反應(yīng)原理如圖1所示.
菁優(yōu)網(wǎng)
②作負(fù)極的物質(zhì)是

②正極的電極反應(yīng)式是
NO
-
3
+8e-+10H+=
NH
+
4
+3H2O
NO
-
3
+8e-+10H+=
NH
+
4
+3H2O

(2)將足量鐵粉投入水體中,經(jīng)24小時(shí)測定
NO
-
3
的去除率和pH,結(jié)果如表:
初始pH pH=2.5 pH=4.5
NO
-
3
的去除率
接近100% <50%
24小時(shí)pH 接近中性 接近中性
鐵的最終物質(zhì)形態(tài)  菁優(yōu)網(wǎng)  菁優(yōu)網(wǎng)
pH=4.5時(shí),
NO
-
3
的去除率低.其原因是
FeO(OH)不導(dǎo)電,阻礙電子轉(zhuǎn)移
FeO(OH)不導(dǎo)電,阻礙電子轉(zhuǎn)移

(3)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):在初始pH=4.5的水體中投入足量鐵粉的同時(shí),補(bǔ)充一定量的Fe2+可以明顯提高
NO
-
3
的去除率.對(duì)Fe2+的作用提出兩種假設(shè):
Ⅰ.Fe2+直接還原
NO
-
3
;
Ⅱ.Fe2+破壞FeO(OH)氧化層.
①做對(duì)比實(shí)驗(yàn),結(jié)果如右圖2所示,可得到的結(jié)論是
本實(shí)驗(yàn)條件下,F(xiàn)e2+不能直接還原
NO
-
3
;在Fe和Fe2+共同作用下能提高
NO
-
3
的去除率
本實(shí)驗(yàn)條件下,F(xiàn)e2+不能直接還原
NO
-
3
;在Fe和Fe2+共同作用下能提高
NO
-
3
的去除率

②同位素示蹤法證實(shí)Fe2+能與FeO(OH)反應(yīng)生成Fe3O4.結(jié)合該反應(yīng)的離子方程式,解釋加入Fe2+提高
NO
-
3
去除率的原因:
Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+,F(xiàn)e2+將不導(dǎo)電的FeO(OH)轉(zhuǎn)化為可導(dǎo)電的Fe3O4,利于電子轉(zhuǎn)移
Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+,F(xiàn)e2+將不導(dǎo)電的FeO(OH)轉(zhuǎn)化為可導(dǎo)電的Fe3O4,利于電子轉(zhuǎn)移
.pH=4.5(其他條件相同)
【考點(diǎn)】原電池與電解池的綜合
【答案】鐵;
NO
-
3
+8e-+10H+=
NH
+
4
+3H2O;FeO(OH)不導(dǎo)電,阻礙電子轉(zhuǎn)移;本實(shí)驗(yàn)條件下,F(xiàn)e2+不能直接還原
NO
-
3
;在Fe和Fe2+共同作用下能提高
NO
-
3
的去除率;Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+,F(xiàn)e2+將不導(dǎo)電的FeO(OH)轉(zhuǎn)化為可導(dǎo)電的Fe3O4,利于電子轉(zhuǎn)移
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:134引用:5難度:0.5
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  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.Fe-Cu原電池的示意圖如圖,電池工作時(shí),下列說法正確的是(  )
    發(fā)布:2024/10/19 18:0:1組卷:34引用:3難度:0.8
  • 2.通過化學(xué)的方法實(shí)現(xiàn)CO2的資源化利用是一種理想的CO2減排途徑。
    Ⅰ.利用酸性水溶液電解池在鉑電極上捕集CO2制儲(chǔ)氫物質(zhì)HCOOH
    (1)CO2
     
    (填“氧化”或“還原”)為HCOOH,該鉑電極為
     
    極。
    (2)寫出該鉑電極的電極方程式
     
    。
    (3)當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移3mol電子時(shí),理論上可生成HCOOH
     
    g。
    Ⅱ.利用CO2制備CO
    一定溫度下,在恒容密閉容器中投入一定量CO2和H2進(jìn)行反應(yīng):CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)
    (4)下列事實(shí)能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
     
    (雙選)
    A.體系內(nèi)n(CO):n(H2O)=1:1
    B.體系壓強(qiáng)不再發(fā)生變化
    C.體系內(nèi)各物質(zhì)濃度不再發(fā)生變化
    D.體系內(nèi)CO的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化
    (5)在恒定溫度與容積下,可以提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率的措施有
     
    (雙選)
    A.向反應(yīng)容器中充入H2
    B.向反應(yīng)容器中充入CO2
    C.添加更有效的催化劑
    D.利用合適試劑干燥混合氣體
    (6)其他條件相同,在甲、乙、丙三種不同催化劑作用下,相同時(shí)間內(nèi)測得氫氣轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是
     
    (單選)
    菁優(yōu)網(wǎng)
    A.850℃下,該時(shí)間段內(nèi)甲、乙、丙可能均達(dá)到平衡
    B.700℃下,甲對(duì)應(yīng)的活化能最大
    C.一般催化劑既能降低活化能,又能降低過渡態(tài)的能量
    D.其它條件一定時(shí),隨著溫度升高,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)占比增大
    Ⅲ.利用CO2制備甲醇
    一定條件下,向恒容密閉容器中通入一定量的CO2和H2。涉及反應(yīng)如下:
    主反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=?90.4kJ/mol
    副反應(yīng):CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH=+40.5kJ/mol
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (7)其他條件相同,不同壓強(qiáng)下,平衡時(shí)CO2轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。
    ①壓強(qiáng)P1
     
    P2(填“<”或“>”)。
    ②圖2中溫度高于T1時(shí),兩條曲線重疊的原因是:
     
    。
    (8)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,需要在260℃、壓強(qiáng)恒為4.0MPa的反應(yīng)釜中進(jìn)行上述反應(yīng)。為確保反應(yīng)的連續(xù)性,需向反應(yīng)釜中以進(jìn)氣流量0.04mol/min、n(CO2):n(H2)=1:3,持續(xù)通入原料,同時(shí)控制出氣流量。
    ①為了維持體系壓強(qiáng)恒定,需控制出氣流量小于進(jìn)氣流量,原因?yàn)椋?!--BA-->
     

    ②已知出氣流量為0.03mol/min,單位時(shí)間CO2的轉(zhuǎn)化率為60%,則流出氣體中CO的百分含量為
     
    發(fā)布:2024/10/16 9:0:1組卷:22引用:1難度:0.5
  • 3.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.關(guān)于如圖所示原電池的說法正確的是(  )
    菁優(yōu)網(wǎng)
    發(fā)布:2024/10/17 11:0:2組卷:91引用:5難度:0.9
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