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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...

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,结果如右图所示。

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+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(见右图),产生该差异的可能原因是                  

 

 

(1)Cr2O72-+6e-+14H+=2Cr3++7H2O; (2)①活性炭对Cu2+和Pb2+有吸附作用 ②铁的质量分数增加,铁炭混合物中微电池数目减少; (3)①2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+ B(OH)4-+2H2↑;②纳米铁粉与H+反应生成H2;③Cu或Cu2+催化纳米铁粉去除NO3-的反应(或形成的Fe-Cu原电池增大纳米铁粉去除NO3-的反应速率) 【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)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+,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+和Pb2+,从而可以降低水中Cu2+和Pb2+的浓度;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,其主要原因是铁的质量分数增加,铁炭混合物中微电池数目减少。 (3)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-,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2Fe2++BH4-+4OH-=2Fe+ B(OH)4-+2H2↑;②纳米铁粉与水中NO3-反应的离子方程式为 4Fe+ NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O,若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;③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。 考点:考查化学反应图像分析、离子方程式的书写。  
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考点分析:
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某实验小组用下图装置制备家用消毒液,并探究其性质。

反应停止后,取洗气瓶中无色溶液5mL分别进行了如下实验:

操作

现象

a. 测溶液pH, 并向其中滴加2滴酚酞

pH = 13, 溶液变红,5min后褪色

b. 向其中逐滴加入盐酸

溶液逐渐变成黄绿色

(1)写出利用上述装置制备消毒液涉及反应的化学方程式                  

(2)查阅资料:酚酞的变色范围为8.2~10,且酚酞在强碱性溶液中红色会褪去

为探究操作a中溶液褪色的原因,又补充了如下实验:

操作

现象

         NaOH溶液,向其中滴加2滴酚酞

溶液变红,30min后褪色

获得结论:此实验小组制备的消毒液具有         性。

(3) 该小组由操作b获得结论:随着溶液酸性的增强,此消毒液的稳定性下降。

① 操作b中溶液变成黄绿色的原因:         (用离子方程式表示)。

② 有同学认为由操作b获得上述结论并不严谨,需要进一步确认此结论的实验方案是        

(4) 有效氯的含量是检测含氯消毒剂消毒效果的重要指标。具体用“单位质量的含氯消毒液在酸性条件下所能释放出氯气的质量”进行表征,一般家用消毒液有效氯含量在5%以上。小组同学进行如下实验测定有效氯:取此消毒液5 g,加入20 mL 0.5 mol·L-1 KI溶液,10 mL 2 mol·L-1的硫酸溶液;加几滴淀粉溶液后,用0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定生成的I2,达滴定终点时消耗Na2S2O3 20 mL。(已知:2S2O32- + I2 === S4O62- + 2I-) 。注:相对原子质量Cl35.5,Na23,S32,O 16 ,I 127, K39

①达到滴定终点时的实验现象是        

②此消毒液有效氯含量为         %(保留一位有效数字)。获得结论:此实验制得的消毒液         (填“符合”或“不符合”)家用要求。

 

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已知WXYZ为短周期元素,原子序数依次增大。WZ同主族,XYZ同周期,其中只有X为金属元素。下列说法一定正确的是

A. W的气态氢化物的稳定性小于Y的气态氢化物的稳定性

B. W的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性强

C. 原子半径:XYZW

D. WX原子序数差为5,则形成化合物的化学式为X3W2

 

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-Fenton法是用于水体里有机污染物降解的高级氧化技术。其反应原理如图所示,其中电解产生的H2O2Fe2+发生Fenton反应:Fe2++H2O2Fe3++OH- +·OH,生成的羟基自由基(·OH)能氧化降解有机污染物。下列说法不正确的是

A电源的A极是负极

B电解池中只有O2Fe3+发生还原反应

C阳极上发生电极反应:H2O-e-·OH + H+

D消耗1molO2,可以产生4mol ·OH

 

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向含有MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化),下列数值变小的是

Ac(CO32)      Bc(Mg2+)       Cc(H+)       DKsp(MgCO3)

 

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下列实验对应的现象及结论均正确且两者具有因果关系的是

 

 

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