水體中的過量的硝態氮(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氮的去除率下降,其原因可能是 排出溶解氧及裝置內的空氣(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-。

(3)向含有一定濃度的水樣中加入納米鐵粉,并調節溶液的pH,溶液中的總氮去除率與pH的關系如圖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。
【考點】氧化還原反應的基本規律及應用.
【答案】2BH4-+Fe2++6H2O=Fe↓+2B(OH)3↓+7H2↑;排出溶解氧及裝置內的空氣(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】
聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
發布:2024/4/20 14:35:0組卷:45難度:0.5
相似題
-
1.已知G、Q、X、Y、Z均為含氯元素的化合物,在一定條件下有下列轉化關系(未配平):
①G→Q+NaCl
②Q+H2OX+H2通電
③Y+NaOH→G+Q+H2O
④Z+NaOH→Q+X+H2O
這五種化合物中Cl元素化合價由低到高的順序是( ?。?/h2>A.G、Y、Q、Z、X B.X、Z、Q、G、Y C.X、Z、Q、Y、G D.G、Q、Y、Z、X 發布:2024/11/13 13:0:1組卷:408引用:18難度:0.9 -
2.關于反應KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O,下列說法正確的是( )
A.被氧化的氯原子與被還原的氯原子的個數之比為5:1 B.HCl在反應中只表現出還原性 C.氧化性:KClO3<Cl2 D.用雙線橋法表示電子得失情況: 發布:2024/11/7 11:0:1組卷:285引用:6難度:0.5 -
3.銅和稀硝酸可以發生如下反應:Cu+HNO3→Cu(NO3)2+NO↑+H2O(未配平),下列說法中正確的是( ?。?/h2>
A.反應結束后,溶液的導電性明顯增強 B.反應物中的Cu和稀硝酸均可導電,屬于電解質 C.氧化劑與還原劑分子數之比為8:3 D.每生成1個NO分子,反應轉移3個電子 發布:2024/12/21 8:0:2組卷:26難度:0.7