硝基苯()是一種化學(xué)穩(wěn)定性好、毒性高、難以生物降解的污染物。用化學(xué)方法降解水中硝基苯已成為污水處理領(lǐng)域的重要研究方向。
(1)與Fe、鹽酸反應(yīng)生成可生物降解的苯胺()、FeCl2和H2O。
①理論上,1mol轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為
6mol
6mol
。
②在水中的溶解度大于的原因是 苯胺與水可以形成分子間氫鍵,而硝基苯與水不能形成分子間氫鍵
苯胺與水可以形成分子間氫鍵,而硝基苯與水不能形成分子間氫鍵
。
(2)在酸性條件下,鐵炭混合物處理污水中硝基苯時,硝基苯轉(zhuǎn)化過程如圖:
轉(zhuǎn)化為的電極反應(yīng)式:。
在其他條件一定,反應(yīng)相同時間,硝基苯的去除率與pH的關(guān)系如圖1所示。pH越大,硝基苯的去除率越低的原因是 反應(yīng)生成的Fe2+,隨著pH增大,轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2沉淀覆蓋在鐵炭混合物表面,阻礙了反應(yīng)的進(jìn)行,降低了反應(yīng)速率
反應(yīng)生成的Fe2+,隨著pH增大,轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2沉淀覆蓋在鐵炭混合物表面,阻礙了反應(yīng)的進(jìn)行,降低了反應(yīng)速率
。
(3)向含F(xiàn)e2+和苯胺()的酸性溶液中加入雙氧水,發(fā)生如下反應(yīng):Fe2++H++H2O2═Fe3++HO?+H2O。
①HO?具有強(qiáng)氧化性,能將溶液中的苯胺氧化成CO2和N2。該反應(yīng)的離子方程式為 。
②H2O2也具有氧化性,設(shè)計驗證苯胺是被HO?氧化而不是被H2O2氧化的實驗方案:向一定量苯胺溶液中加入H2O2溶液,無明顯現(xiàn)象(測定苯胺未發(fā)生反應(yīng)),再加入FeSO4溶液,有氣泡產(chǎn)生
向一定量苯胺溶液中加入H2O2溶液,無明顯現(xiàn)象(測定苯胺未發(fā)生反應(yīng)),再加入FeSO4溶液,有氣泡產(chǎn)生
。
(4)利用電解原理也可以間接氧化處理含苯胺的污水,其原理如圖-2所示。其他條件一定,測得不同初始pH條件下,溶液中苯胺的濃度與時間的關(guān)系如圖-3所示。反應(yīng)相同時間,初始溶液pH=3時苯胺濃度大于pH=10時的原因是 酸性條件下Cl2不易與水反應(yīng)生成HClO,pH=3時的溶液中HClO溶液濃度遠(yuǎn)小于pH=10時的ClO-濃度,反應(yīng)速率較慢
酸性條件下Cl2不易與水反應(yīng)生成HClO,pH=3時的溶液中HClO溶液濃度遠(yuǎn)小于pH=10時的ClO-濃度,反應(yīng)速率較慢
。(已知:ClO-隨著pH減小,氧化性增強(qiáng))