【題目】用零價鐵(Fe)進行水體脫氮、(去除水體中的NO3-),已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點之一。
(1)Fe還原水體中NO3-的反應(yīng)原理如圖所示。其中作負(fù)極的物質(zhì)是________,正極的電極反應(yīng)式是_________。
(2)研究表明,零價鐵脫氮后最終會在表面生成不導(dǎo)電的FeO(OH)外皮,從而使得脫氮過程停止。補充一定量的Fe2+可以明顯提高NO3-的去除率。對Fe2+的作用提出兩種假設(shè):
Ⅰ.Fe2+直接還原NO3-;Ⅱ. Fe2+破壞FeO(OH)氧化層。
針對假設(shè)I:做對比實驗,結(jié)果如圖所示,可得到的結(jié)論是_______。
②針對假設(shè)II:以同位素示蹤法,證實Fe2+能與FeO(OH)反應(yīng)生成Fe3O4。該反應(yīng)的離子方程式為_______________,加入Fe2+提高NO3-去除率的原因:____________。
(3)將足量鐵粉投入水體中,測定不同初始pH對脫氧的影響見下邊左圖,初始PH為2.5時氮濃度與pH變化見下邊圖。結(jié)合兩圖分析,不同初始pH對脫氮產(chǎn)生影響的原因為_________________。
【答案】 鐵 NO3-+8e-+l0H+=NH4++3H2O 本實驗條件下,F(xiàn)e2+不能直接還原NO3-;在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率 Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+ Fe2+將不導(dǎo)電的FeO (OH)轉(zhuǎn)化為可導(dǎo)電的Fe3O4,利于電子的轉(zhuǎn)移 初始pH低時,產(chǎn)生的Fe2+充足;初始pH高時,產(chǎn)生的Fe2+不足
【解析】 (1). ①Fe還原水體中NO3-,則Fe作還原劑,失去電子,作負(fù)極;②NO3―在正極得電子,還原成NH4+ ,根據(jù)圖2信息可知,在酸性環(huán)境中,正極的電極反應(yīng)式是 NO3-+8e-+l0H+=NH4++3H2O ,答案: (1). 鐵 (2). NO3-+8e-+l0H+=NH4++3H2O
(2)①從圖3的實驗結(jié)果可以看出,單獨加入Fe2+ 時,NO3―的去除率為0,Fe2+ 不能直接還原NO3―,而Fe和Fe2+ 共同加入時NO3―的去除率比單獨加Fe時高,因此可得出結(jié)論:本實驗條件下,F(xiàn)e2+不能直接還原NO3-;在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率 答案: (3). 本實驗條件下,F(xiàn)e2+不能直接還原NO3-;在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-的去除率
②證實Fe2+能與FeO(OH)反應(yīng)生成Fe3O4。該反應(yīng)的離子方程式為Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+ ,加入Fe2+提高NO3-去除率的原因: Fe2+將不導(dǎo)電的FeO (OH)轉(zhuǎn)化為可導(dǎo)電的Fe3O4,利于電子的轉(zhuǎn)移。答案:(4). Fe2++2FeO(OH)=Fe3O4+2H+ (5). Fe2+將不導(dǎo)電的FeO (OH)轉(zhuǎn)化為可導(dǎo)電的Fe3O4,利于電子的轉(zhuǎn)移
(3)根據(jù)實驗結(jié)果可知Fe2+ 的作用時將不導(dǎo)電的FeOOH轉(zhuǎn)化為可導(dǎo)電的Fe3O4,而NO3―的去除率由鐵的最終物質(zhì)形態(tài)確定,因此實驗初始pH會影響Fe2+ 的含量,故答案:初始pH低時,產(chǎn)生的Fe2+充足;初始pH高時,產(chǎn)生的Fe2+不足
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【題目】溫度相同,濃度均為0.2molL﹣1的①(NH4)2SO4,②NaNO3,③NH4HSO4,④NH4NO3,⑤CH3COONa溶液,它們的pH由小到大的排列順序是( )
A. ③①④②⑤ B. ①③⑤④② C. ③②①⑤④ D. ⑤②④①③
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【題目】金屬原子一般具有的特點是( )
A. 有金屬光澤,能導(dǎo)電,有延展性
B. 熔點和沸點較低
C. 最外層電子個數(shù)少,容易失去
D. 在反應(yīng)中作氧化劑
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【題目】一定條件下,Al3+不能與下列物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的是( )
A. 氨水 B. 鹽酸中的溶質(zhì) C. 水 D. 過量燒堿溶液
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【題目】工業(yè)上通常利用SiO2 和碳反應(yīng)來制取硅,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________。
工業(yè)上還可以利用鎂制取硅,反應(yīng)為2Mg+SiO2 = 2MgO+Si,同時會發(fā)生副反應(yīng):2Mg + Si = Mg2Si。如圖是進行Mg與SiO2反應(yīng)的實驗裝置,試回答下列問題:
(1)由于O2和H2O(g)的存在對該實驗有較大影響,實驗中應(yīng)通入氣體X作為保護氣,試管中的固體藥品可選用________(填序號)。
a.石灰石 b.鋅! .純堿
(2)實驗開始時,必須先通一段時間X氣體,再加熱反應(yīng)物,其理由是 ___________________________;當(dāng)反應(yīng)引發(fā)后,移走酒精燈,反應(yīng)能繼續(xù)進行,其原因是______________________。
(3)反應(yīng)結(jié)束后,待冷卻至常溫時,往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸,可觀察到閃亮的火星,產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是副產(chǎn)物Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4(硅烷)氣體,然后SiH4自燃.用化學(xué)方程式表示這兩個反應(yīng)①________________________②___________________.
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【題目】下列各組離子在指定條件下,一定大量共存的是
A. 在c(H+)/c(OH-)=1×1012的溶液中:I-、Cl-、HCO3-、Na+
B. pH=1的溶液中: Cu2+、Al3+、SO42-、NO3-
C. 能使碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)的溶液中:Na+、NH4+、S2-、Br-
D. 水電離出的c(H+)=1×10-12 mol/L的溶液中:Na+、Mg2+、Cl-、S2-
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【題目】分枝酸可用于生化研究。其結(jié)構(gòu)簡式如圖。下列關(guān)于分枝酸的敘述正確的是
A.分子中含有2種官能團
B.可與乙醇、乙酸反應(yīng),且反應(yīng)類型相同
C.1mol分枝酸最多可與3molNaOH發(fā)生中和反應(yīng)
D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高錳酸鉀溶液褪色,且原理相同
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