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水體中的過量的硝態(tài)氮(主要以NO3-的形式存在)是一種重要污染物,可利用合適的還原劑將其還原為N2除去。
(1)納米鐵粉(Fe)具有還原性強、比表面積大、吸附性能良好等優(yōu)點。實驗室制取納米鐵粉的反應原理是通過強還原劑來還原溶液中的Fe2+、Fe3+。
①在室溫下,向FeSO4溶液中滴加NaBH4溶液,得到Fe、B(OH)3沉淀和H2,反應的離子方程式為
2BH4-+Fe2++6H2O=Fe↓+2B(OH)3↓+7H2
2BH4-+Fe2++6H2O=Fe↓+2B(OH)3↓+7H2
。
②制備納米鐵粉的反應過程中需要不斷通入N2,否則得到的鐵粉會導致硝態(tài)氮的去除率下降,其原因可能是
排出溶解氧及裝置內(nèi)的空氣(或氧氣),防止納米零價鐵被空氣中的氧氣氧化,導致納米鐵的還原能力下降;起攪拌作用,通入氮氣破壞納米零價鐵粉的團聚效應,防止其聚集成團,削弱其反應活性
排出溶解氧及裝置內(nèi)的空氣(或氧氣),防止納米零價鐵被空氣中的氧氣氧化,導致納米鐵的還原能力下降;起攪拌作用,通入氮氣破壞納米零價鐵粉的團聚效應,防止其聚集成團,削弱其反應活性

(2)相同條件下,向含有50mg?L-1NO3-的兩份水樣中分別加入納米鐵粉、納米鐵粉-活性炭-銅粉,水樣中NO3-的去除速率差異如圖1所示,產(chǎn)生該差異的可能原因有
形成Fe-Cu和Fe-C原電池加快納米鐵粉去除NO3-的反應速率,碳粉有強吸附性,可以吸附NO3-
形成Fe-Cu和Fe-C原電池加快納米鐵粉去除NO3-的反應速率,碳粉有強吸附性,可以吸附NO3-
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(3)向含有一定濃度的水樣中加入納米鐵粉,并調(diào)節(jié)溶液的pH,溶液中的總氮去除率與pH的關(guān)系如圖2所示。pH>7時,隨著pH的升高,溶液中的總氮去除率逐漸降低,其原因是
NO3-氧化性減弱,反應減慢且納米鐵粉只將NO3-還原為NO2-溶解而留在溶液里,pH增大,易形成鐵的氧化物或氫氧化物,覆蓋在納米鐵的表面,阻礙反應進行,從而造成總氮去除率下降
NO3-氧化性減弱,反應減慢且納米鐵粉只將NO3-還原為NO2-溶解而留在溶液里,pH增大,易形成鐵的氧化物或氫氧化物,覆蓋在納米鐵的表面,阻礙反應進行,從而造成總氮去除率下降
。

【答案】2BH4-+Fe2++6H2O=Fe↓+2B(OH)3↓+7H2↑;排出溶解氧及裝置內(nèi)的空氣(或氧氣),防止納米零價鐵被空氣中的氧氣氧化,導致納米鐵的還原能力下降;起攪拌作用,通入氮氣破壞納米零價鐵粉的團聚效應,防止其聚集成團,削弱其反應活性;形成Fe-Cu和Fe-C原電池加快納米鐵粉去除NO3-的反應速率,碳粉有強吸附性,可以吸附NO3-;NO3-氧化性減弱,反應減慢且納米鐵粉只將NO3-還原為NO2-溶解而留在溶液里,pH增大,易形成鐵的氧化物或氫氧化物,覆蓋在納米鐵的表面,阻礙反應進行,從而造成總氮去除率下降
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:41引用:1難度:0.5
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