Question

【題目】H2Y2-是乙二胺四乙酸根()的簡寫，可與多種金屬離子形成絡(luò)合物。

I. H2Y2-與Fe2+形成的絡(luò)合物FeY2-可用于吸收煙氣中的NO。其吸收原理:

FeY2-(aq)+NO(g)FeY2-(NO)(aq) △H<0

（1）將含NO的煙氣以一定的流速通入起始溫度為50℃的FeY2-溶液中。NO吸收率隨通入煙氣的時間變化如右圖。時間越長，NO吸收率越低的原因是_________。

（2）生成的FeY2-(NO)(aq)可通過加入鐵粉還原再生，其原理:FeY2-(NO)(aq)+Fe+H2O→FeY2-(aq)+Fe(OH)2+NH3(未配平)。

若吸收液再生消耗14g鐵粉，則所吸收的煙氣中含有NO的物質(zhì)的量為_______。

II.絡(luò)合銅(CuY2-)廢水的處理一直是環(huán)境工程領(lǐng)域的研究熱點。

（1）H2Y2-與Cu2+、Fe3+、Ca2+絡(luò)合情況如下表:

絡(luò)合反應	lgK(K為平衡常數(shù))
Cu2++H2Y2-CuY2-+2H+	18.8
Fe3++H2Y2-FeY-+2H+	25.1
Ca2++H2Y2-CaY2-+2H+	10.7

①表中最不穩(wěn)定的金屬絡(luò)合物是_____(填化學式)。向含有絡(luò)合銅(CuY2-)廢水中加入一種黃色的鹽溶液A可解離出Cu2+，則鹽A中陽離子為________(填化學式)。

②調(diào)節(jié)pH可將解離出的Cu2+轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2沉淀，若要使c(Cu2+)≤2.2×10-4mol/L，pH應不低于________(常溫下Ksp[Cu(OH)2]= 2.2×10-20)。

（2）羥基自由基(-OH)、Na2FeO2都可氧化絡(luò)合銅中的Y4-而使Cu2+得到解離。

①酸性條件下，-OH可將Y4-(C10H12O8N24-)氧化生成CO2、H2O、N2。該反應的離子方程式為___________________。

②Na2FeO4在酸性條件下不穩(wěn)定。用Na2FeO4處理后的廢水中Cu2+的濃度與pH的關(guān)系如右圖。pH越大，/span>廢水處理效果越好，這是因為______________。

Answer 1

【答案】 反應放熱，溫度升高，不利于NO的吸收；隨著反應進行，FeY2-濃度降低 0.1mol CaY2- Fe3+ 6 40-OH+H12C10N2O84-+4H+=10CO2↑+N2↑+28H2O 酸性越強，Na2FeO4越容易分解；pH越大，Cu2+更容易沉淀；Na2FeO4氧化Y4-，自身被還原成Fe3+，水解產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體有絮凝作用，使Cu(OH)2更易沉降

【解析】I.（1）根據(jù)反應FeY2-(aq)+NO(g)FeY2-(NO)(aq) △H<0可知，反應放熱，溫度升高，不利于NO的吸收；隨著反應進行，FeY2-濃度降低，時間越長，NO吸收率越低；（2）根據(jù)反應FeY2-(NO)(aq)+Fe+H2O→FeY2-(aq)+Fe(OH)2+NH3中鐵化合價由0變?yōu)?2價，氮元素化合價由+2價變?yōu)榱?價，最小公倍數(shù)為10，配平得反應2FeY2-(NO)(aq)+5Fe+8H2O=2FeY2-(aq)+5Fe(OH)2+2NH3，若吸收液再生消耗14g鐵粉，則所吸收的煙氣中含有NO的物質(zhì)的量為；II. （1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，lgK越小，K越小，絡(luò)全反應逆向移動，絡(luò)合物越不穩(wěn)定，則最不穩(wěn)定的金屬絡(luò)合物是CaY2-；向含有絡(luò)合銅(CuY2-)廢水中加入一種黃色的鹽溶液A可解離出Cu2+，則鹽A中陽離子為Fe3+，根據(jù)lgK大小可知，加入Fe3+，平衡Fe3++H2Y2-FeY-+2H+正向移動，H2Y2-濃度降低，平衡Cu2++H2Y2-CuY2-+2H+逆向移動，可解離出Cu2+；②常溫下Ksp[Cu(OH)2]= c(Cu2+)c2(OH-) =2.2×10-20，若要使c(Cu2+)≤2.2×10-4mol/L，則c2(OH-)，c(OH-)，pH應不低于6；（2）①酸性條件下，-OH可將Y4-(C10H12O8N24-)氧化生成CO2、H2O、N2。反應的離子方程式為40-OH+H12C10N2O84-+4H+=10CO2↑+N2↑+28H2O；②根據(jù)圖中曲線變化可知。pH越大，廢水處理效果越好，這是因為酸性越強，Na2FeO4越容易分解；pH越大，Cu2+更容易沉淀；Na2FeO4氧化Y4-，自身被還原成Fe3+，水解產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體有絮凝作用，使Cu(OH)2更易沉降。