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[组图]铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。           ★★★
铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。
作者:佚名 文章来源:网络 点击数: 更新时间:2016-7-5 13:54:52

铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。

1)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O72-的酸性废水通过铁炭混合物,在微电池正极上Cr2O72-,其电极反应式为_____________

2)在相同条件下,测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+Pb2+的去除率,结果如图所示。

①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时,也能去除水中少量的Cu2+Pb2+,其原因是__________

②当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时,随着铁的质量分数的增加Cu2+Pb2+的去除率不升反降,其主要原因是_____________

3纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。

①一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4-B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2BOH4-,其离子方程式为    

②纳米铁粉与水中NO3-反应的离子方程式为

4Fe+ NO3-+10H+==4Fe2++NH4++3H2O

研究发现,若pH偏低将会导致NO3-的去除率下降,其原因是     

③相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中NO3-的速率有较大差异(见右图),产生该差异的可能原因是     

答案】1Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O

2活性炭酥松多孔,表面积大,吸附力强,可以吸附水中少量的Cu2+Pb2+

铁置换出的CuPb附着在铁的表面,阻止反应的进一步发生;

32Fe2++4OH-=2Fe2++ B(OH)4-+2H2

pH降低,会发生副反应Fe+2H+=Fe2++ H2

Cu2+对反应起促进作用,Cu2+是该反应的催化剂。

【解析】

试题分析:(1)混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O72-的酸性废水通过铁炭混合物,在微电池正极上Cr2O72-获得电子,被还原产生Cr3+,则正极上发生的电极反应式为Cr2O72-+6e-+ 14H+= 2Cr3++ 7H2O;(2当铁炭混合物中铁的质量分数为0时,也能去除水中少量的Cu2+Pb2+,原因是活性炭是酥松多孔的物质,表面积大,吸附力强,可以吸附水中少量的Cu2+Pb2+,从而可以降低水中Cu2+Pb2+的浓度;由于金属活动性Fe>Pb>Cu,所以把铁加入到含有少量的Cu2+Pb2+的水中时,会发生置换反应:Fe+Pb2+=Fe2++PbFe+Cu2+=Fe2++Cu;反应置换出的CuPb单质附着在铁的表面,使Fe不能与溶液中的金属离子接触,故会阻止反应的进一步发生,因此当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时,随着铁的质量分数的增加Cu2+Pb2+的去除率不升反降;(3一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4-B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2B(OH)4-,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得反应的离子方程式为BH4-+ 2Fe2++4OH-=2Fe2++ B(OH)4-+2H2纳米铁粉与水中NO3-反应的离子方程式为4Fe+ NO3-+10H+==4Fe2++NH4++3H2O,pH偏低,则溶液的酸性增强,会发生反应:Fe+2H+=Fe2++ H2;导致NO3-的去除率下降;根据图像可知,在相同条件下,纳米铁粉去除含有Cu2+的水溶液的NO3-的速率较快,原因可能原因是Cu2+对反应起促进作用,Cu2+是该反应的催化剂。



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