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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-
题目详情
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-转化为Cr3+,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+和Pb2+的去除率,结果如图1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+和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+和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、H2和B(OH)4-,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(见图2),产生该差异的可能原因是___.
(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-转化为Cr3+,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+和Pb2+的去除率,结果如图1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+和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+和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、H2和B(OH)4-,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(见图2),产生该差异的可能原因是___.
▼优质解答
答案和解析
(1)正极上Cr2O72-转化为Cr3+,发生还原反应,在酸性溶液中,电极方程式为Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O,故答案为:Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O;
(2)①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时,则只有碳粉,可去除水中少量的Cu2+和Pb2+,原因是碳粉具有吸附性,也可起到净水的作用,
故答案为:活性炭对Cu2+和Pb2+具有吸附作用;
②随着铁的质量分数的增加,形成的微电池数目减少,反应速率减小,则Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,
故答案为:铁的质量分数的增加,碳铁混合物中国微电池数目减少;
(3)①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、H2和B(OH)4-,反应中只有Fe、H元素化合价发生变化,发生氧化还原反应,离子方程式为2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+2H2↑+B(OH)4-,
故答案为:2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+2H2↑+B(OH)4-;
②pH偏低,氢离子浓度偏大,则铁可与氢离子反应生成氢气,可导致NO3-的去除率下降,故答案为:纳米铁粉与氢离子反应生成氢气;
③由图2可知铜离子浓度越大,去除率越大,铜离子可起到催化作用,也可能形成原电池反应,
故答案为:Cu或Cu2+催化纳米铁粉去除NO3-的反应(或形成Fe-Cu原电池增大纳米铁粉去除NO3-的反应速率).
(2)①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时,则只有碳粉,可去除水中少量的Cu2+和Pb2+,原因是碳粉具有吸附性,也可起到净水的作用,
故答案为:活性炭对Cu2+和Pb2+具有吸附作用;
②随着铁的质量分数的增加,形成的微电池数目减少,反应速率减小,则Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,
故答案为:铁的质量分数的增加,碳铁混合物中国微电池数目减少;
(3)①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、H2和B(OH)4-,反应中只有Fe、H元素化合价发生变化,发生氧化还原反应,离子方程式为2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+2H2↑+B(OH)4-,
故答案为:2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+2H2↑+B(OH)4-;
②pH偏低,氢离子浓度偏大,则铁可与氢离子反应生成氢气,可导致NO3-的去除率下降,故答案为:纳米铁粉与氢离子反应生成氢气;
③由图2可知铜离子浓度越大,去除率越大,铜离子可起到催化作用,也可能形成原电池反应,
故答案为:Cu或Cu2+催化纳米铁粉去除NO3-的反应(或形成Fe-Cu原电池增大纳米铁粉去除NO3-的反应速率).
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