納米零價(jià)鐵（Fe0）具有很高的還原活性和吸附性能，廣泛用于環(huán)境修復(fù)．
（1）制備．將一定量FeSO4溶液與維生素C溶液、NaBH4溶液中的一種配成混合液，加入到三頸瓶中（裝置見題圖1），25℃下通過滴液漏斗邊攪拌邊滴入另一種溶液，充分反應(yīng)．
①滴液漏斗中的溶液是 NaBH4溶液NaBH4溶液．
②反應(yīng)為Fe2++2BH-4+6H2O═Fe↓+2B（OH）3+7H2↑，反應(yīng)前后B的化合價(jià)均為+3價(jià)，則1molFe2+能氧化BH-4的物質(zhì)的量是 0.5mol0.5mol．
（2）運(yùn)用．納米零價(jià)鐵能有效的將酸性廢水中毒性高的Cr2O2-7還原為低毒性的Cr3+，其反應(yīng)過程描述中的一種可表示如圖2．
①納米零價(jià)鐵去除鉻的反應(yīng)過程中，廢水的pH 增大增大（填增大、減小或不變）．
②寫出Fe3+和Cr3+共沉為CrxFe（1-x）OOH的離子方程式：xCr3++（1-x）Fe3++2H2O=CrxFe（1-x）OOH+3H+xCr3++（1-x）Fe3++2H2O=CrxFe（1-x）OOH+3H+．
③廢水的初始pH越小，納米零價(jià)鐵去除鉻的效果越好，可能原因是 pH較低下零價(jià)鐵腐蝕加劇，產(chǎn)生更多的Fe2+還原Cr2O2-7；Cr2O2-7還原為Cr3+也需要消耗H+；而pH較大會(huì)導(dǎo)致Cr和Fe的氫氧化物在零價(jià)鐵表面沉積而影響六價(jià)鉻的去除效果（或酸性條件下，零價(jià)鐵表面吸附的陽離子有利于Cr2O2-7的吸附還原，而堿性條件下，零價(jià)鐵表面吸附的陰離子排斥Cr2O2-7的吸附還原）pH較低下零價(jià)鐵腐蝕加劇，產(chǎn)生更多的Fe2+還原Cr2O2-7；Cr2O2-7還原為Cr3+也需要消耗H+；而pH較大會(huì)導(dǎo)致Cr和Fe的氫氧化物在零價(jià)鐵表面沉積而影響六價(jià)鉻的去除效果（或酸性條件下，零價(jià)鐵表面吸附的陽離子有利于Cr2O2-7的吸附還原，而堿性條件下，零價(jià)鐵表面吸附的陰離子排斥Cr2O2-7的吸附還原）．
（3）再生．處理后的廢水中主要含F(xiàn)e2+、Fe3+和Cr3+等，為回收、再生納米零價(jià)鐵，請(qǐng)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)方案：取一定量廢水于燒杯中，邊振蕩邊加入稍過量的H2O2溶液，測(cè)定反應(yīng)液的pH，再用H2SO4溶液或NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH在3.2～4.3之間，過濾、用蒸餾水洗滌邊振蕩邊加入稍過量的H2O2溶液，測(cè)定反應(yīng)液的pH，再用H2SO4溶液或NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH在3.2～4.3之間，過濾、用蒸餾水洗滌，烘干、灼燒后和無煙煤一起放入坩堝中，置于管式爐內(nèi)，通入氮?dú)猓杆偕郎刂粮邷?，保持一段時(shí)間，自然冷卻到室溫，研磨得到納米零價(jià)鐵．（實(shí)驗(yàn)中選用的試劑有：H2SO4溶液、NaOH溶液、H2O2溶液、蒸餾水）．已知相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為0.1mol?L-1計(jì)算）如表．
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BH
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| 金屬離子 | 開始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
| Fe3+ | 1.9 | 3.2 |
| Cr3+ | 4.3 | 5.6 |
| Fe2+ | 7.0 | 9.0 |
【考點(diǎn)】制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)．
【答案】NaBH4溶液；0.5mol；增大；xCr3++（1-x）Fe3++2H2O=CrxFe（1-x）OOH+3H+；pH較低下零價(jià)鐵腐蝕加劇，產(chǎn)生更多的Fe2+還原Cr2；Cr2還原為Cr3+也需要消耗H+；而pH較大會(huì)導(dǎo)致Cr和Fe的氫氧化物在零價(jià)鐵表面沉積而影響六價(jià)鉻的去除效果（或酸性條件下，零價(jià)鐵表面吸附的陽離子有利于Cr2的吸附還原，而堿性條件下，零價(jià)鐵表面吸附的陰離子排斥Cr2的吸附還原）；邊振蕩邊加入稍過量的H2O2溶液，測(cè)定反應(yīng)液的pH，再用H2SO4溶液或NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH在3.2～4.3之間，過濾、用蒸餾水洗滌
O
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：61引用：2難度：0.5
相似題
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應(yīng)方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5