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納米零價(jià)鐵可用于去除水體中的六價(jià)鉻[Cr(VI)]與硝酸鹽等污染物。
(1)用FeCl2溶液與NaBH4(H元素為-1價(jià))溶液反應(yīng)制備納米零價(jià)鐵的化學(xué)方程式:FeCl2+2NaBH4+6H2O═Fe+2B(OH)3+2NaCl+7H2↑。當(dāng)生成lmolFe時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為
8mol
8mol
。
(2)納米零價(jià)鐵可將水體中Cr(VI)還原為Cr3+,再將Cr3+轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3(兩性氫氧化物)從水體中除去。
①室溫下Cr(VI)總濃度為0.20mol?L-1溶液中,含鉻物種濃度隨pH的分布如圖1所示。H2CrO4的Ka2=
10-6.5
10-6.5
。
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②調(diào)節(jié)溶液pH,可使Cr3+轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀而被除去。但pH>9時(shí),鉻的去除率卻降低,其原因是
Cr(OH)3可以O(shè)H-之間反應(yīng)生成易溶于水的物質(zhì)
Cr(OH)3可以O(shè)H-之間反應(yīng)生成易溶于水的物質(zhì)
。
(3)有人研究了用納米零價(jià)鐵去除水體中NO3-。
①控制其他條件不變,用納米零價(jià)鐵還原水體中的NO3-,測得溶液中NO3-,NO2-,NH4+濃度隨時(shí)間變化如圖 2所示。與初始溶液中氮濃度相比,反應(yīng)過程中溶液中的總氮(NO3-、NO2-、NH4+)濃度減少,其可能原因是
NO3-可以被Fe還原為N2或者是NO而逸出水體
NO3-可以被Fe還原為N2或者是NO而逸出水體
。
②將一定量納米零價(jià)鐵和少量銅粉附著在生物炭上,可用于去除水體中NO3-,其部分反應(yīng)原理如題3。與不添加銅粉相比,添加少量銅粉時(shí)去除NO3-效率更高,其主要原因是
加少量銅粉時(shí),F(xiàn)e-Cu-水溶液構(gòu)成原電池,加速鐵還原水體中的NO3-的速率
加少量銅粉時(shí),F(xiàn)e-Cu-水溶液構(gòu)成原電池,加速鐵還原水體中的NO3-的速率
;NO3-轉(zhuǎn)化為NH4+的機(jī)理可描述為
納米零價(jià)鐵還原水體中的NO3-,NO3-被Fe還原為NO2-,NO2-在納米零價(jià)鐵或Cu表面上得到電子轉(zhuǎn)化為NH4+
納米零價(jià)鐵還原水體中的NO3-,NO3-被Fe還原為NO2-,NO2-在納米零價(jià)鐵或Cu表面上得到電子轉(zhuǎn)化為NH4+
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【答案】8mol;10-6.5;Cr(OH)3可以O(shè)H-之間反應(yīng)生成易溶于水的物質(zhì);NO3-可以被Fe還原為N2或者是NO而逸出水體;加少量銅粉時(shí),F(xiàn)e-Cu-水溶液構(gòu)成原電池,加速鐵還原水體中的NO3-的速率;納米零價(jià)鐵還原水體中的NO3-,NO3-被Fe還原為NO2-,NO2-在納米零價(jià)鐵或Cu表面上得到電子轉(zhuǎn)化為NH4+
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:59引用:1難度:0.4
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    發(fā)布:2024/12/30 4:0:1組卷:328引用:16難度:0.9
  • 2.下列說法不正確的是(  )

    發(fā)布:2024/12/30 5:30:2組卷:24引用:2難度:0.9
  • 3.工業(yè)上常用微生物法、吸收法、電解法、還原法等消除硫、氮等引起的污染。
    (1)微生物法脫硫
    富含有機(jī)物的弱酸性廢水在SBR細(xì)菌作用下產(chǎn)生CH3COOH、H2等物質(zhì),可將廢水中
    SO
    2
    -
    4
    還原為H2S,同時(shí)用N2或CO2將H2S從水中吹出,再用堿液吸收。
    SO
    2
    -
    4
    的空間構(gòu)型為
     

    ②CH3COOH與
    SO
    2
    -
    4
    在SBR細(xì)菌作用下生成CO2和H2S的離子方程式為
     

    ③將H2S從水中吹出時(shí),用CO2比N2效果更好,其原因是
     

    (2)吸收法脫硫
    煙氣中的SO2可以用“亞硫酸銨吸收法”處理,發(fā)生的反應(yīng)為(NH42SO3+SO2+H2O═2NH4HSO3,測得25℃時(shí)溶液pH與各組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖-1所示.b點(diǎn)時(shí)溶液pH=7,則n(
    NH
    +
    4
    ):n(
    HSO
    -
    3
    )=
     

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    (3)電解法脫硫
    用NaOH吸收后SO2,所得NaHSO3溶液經(jīng)電解后可制取Na2S2O4溶液,反應(yīng)裝置如圖-2所示。電解時(shí)每有1molS2
    O
    2
    -
    4
    生成有
     
    molH+透過質(zhì)子交換膜。
    (4)還原法脫氮
    用催化劑協(xié)同納米零價(jià)鐵去除水體中
    NO
    -
    3
    。其催化還原反應(yīng)的過程如圖-3所示。
    ①該反應(yīng)機(jī)理中生成N2的過程可描述為
     

    ②過程中
    NO
    -
    3
    去除率及N2生成率如圖-4所示,為有效降低水體中氮元素的含量,宜調(diào)整水體pH為4.2,當(dāng)pH<4.2時(shí),隨pH減小,N2生成率逐漸降低的原因是
     

    發(fā)布:2024/12/30 5:30:2組卷:39引用:4難度:0.5
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