硝基苯()是一種化學(xué)穩(wěn)定性好、毒性高、難以生物降解的污染物。用化學(xué)方法降解水中硝基苯已成為污水處理領(lǐng)域的重要研究方向。
(1)與Fe、鹽酸反應(yīng)生成可生物降解的苯胺()、FeCl2和H2O。
①理論上,1mol轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為 6mol6mol。
②在水中的溶解度大于的原因是 苯胺與水可以形成分子間氫鍵,而硝基苯與水不能形成分子間氫鍵苯胺與水可以形成分子間氫鍵,而硝基苯與水不能形成分子間氫鍵。
(2)在酸性條件下,鐵炭混合物處理污水中硝基苯時(shí),硝基苯轉(zhuǎn)化過(guò)程如圖:
轉(zhuǎn)化為的電極反應(yīng)式:。
在其他條件一定,反應(yīng)相同時(shí)間,硝基苯的去除率與pH的關(guān)系如圖1所示。pH越大,硝基苯的去除率越低的原因是 反應(yīng)生成的Fe2+,隨著pH增大,轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2沉淀覆蓋在鐵炭混合物表面,阻礙了反應(yīng)的進(jìn)行,降低了反應(yīng)速率反應(yīng)生成的Fe2+,隨著pH增大,轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2沉淀覆蓋在鐵炭混合物表面,阻礙了反應(yīng)的進(jìn)行,降低了反應(yīng)速率。
(3)向含F(xiàn)e2+和苯胺()的酸性溶液中加入雙氧水,發(fā)生如下反應(yīng):Fe2++H++H2O2═Fe3++HO?+H2O。
①HO?具有強(qiáng)氧化性,能將溶液中的苯胺氧化成CO2和N2。該反應(yīng)的離子方程式為 。
②H2O2也具有氧化性,設(shè)計(jì)驗(yàn)證苯胺是被HO?氧化而不是被H2O2氧化的實(shí)驗(yàn)方案:向一定量苯胺溶液中加入H2O2溶液,無(wú)明顯現(xiàn)象(測(cè)定苯胺未發(fā)生反應(yīng)),再加入FeSO4溶液,有氣泡產(chǎn)生向一定量苯胺溶液中加入H2O2溶液,無(wú)明顯現(xiàn)象(測(cè)定苯胺未發(fā)生反應(yīng)),再加入FeSO4溶液,有氣泡產(chǎn)生。
(4)利用電解原理也可以間接氧化處理含苯胺的污水,其原理如圖-2所示。其他條件一定,測(cè)得不同初始pH條件下,溶液中苯胺的濃度與時(shí)間的關(guān)系如圖-3所示。反應(yīng)相同時(shí)間,初始溶液pH=3時(shí)苯胺濃度大于pH=10時(shí)的原因是 酸性條件下Cl2不易與水反應(yīng)生成HClO,pH=3時(shí)的溶液中HClO溶液濃度遠(yuǎn)小于pH=10時(shí)的ClO-濃度,反應(yīng)速率較慢酸性條件下Cl2不易與水反應(yīng)生成HClO,pH=3時(shí)的溶液中HClO溶液濃度遠(yuǎn)小于pH=10時(shí)的ClO-濃度,反應(yīng)速率較慢。(已知:ClO-隨著pH減小,氧化性增強(qiáng))
【考點(diǎn)】“三廢”處理與環(huán)境保護(hù);電解原理.
【答案】6mol;苯胺與水可以形成分子間氫鍵,而硝基苯與水不能形成分子間氫鍵;;反應(yīng)生成的Fe2+,隨著pH增大,轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2沉淀覆蓋在鐵炭混合物表面,阻礙了反應(yīng)的進(jìn)行,降低了反應(yīng)速率;;向一定量苯胺溶液中加入H2O2溶液,無(wú)明顯現(xiàn)象(測(cè)定苯胺未發(fā)生反應(yīng)),再加入FeSO4溶液,有氣泡產(chǎn)生;酸性條件下Cl2不易與水反應(yīng)生成HClO,pH=3時(shí)的溶液中HClO溶液濃度遠(yuǎn)小于pH=10時(shí)的ClO-濃度,反應(yīng)速率較慢
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:34引用:1難度:0.5
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3.工業(yè)上常用微生物法、吸收法、電解法、還原法等消除硫、氮等引起的污染。
(1)微生物法脫硫
富含有機(jī)物的弱酸性廢水在SBR細(xì)菌作用下產(chǎn)生CH3COOH、H2等物質(zhì),可將廢水中還原為H2S,同時(shí)用N2或CO2將H2S從水中吹出,再用堿液吸收。SO2-4
①的空間構(gòu)型為SO2-4
②CH3COOH與在SBR細(xì)菌作用下生成CO2和H2S的離子方程式為SO2-4
③將H2S從水中吹出時(shí),用CO2比N2效果更好,其原因是
(2)吸收法脫硫
煙氣中的SO2可以用“亞硫酸銨吸收法”處理,發(fā)生的反應(yīng)為(NH4)2SO3+SO2+H2O═2NH4HSO3,測(cè)得25℃時(shí)溶液pH與各組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖-1所示.b點(diǎn)時(shí)溶液pH=7,則n():n(NH+4)=HSO-3
(3)電解法脫硫
用NaOH吸收后SO2,所得NaHSO3溶液經(jīng)電解后可制取Na2S2O4溶液,反應(yīng)裝置如圖-2所示。電解時(shí)每有1molS2生成有O2-4
(4)還原法脫氮
用催化劑協(xié)同納米零價(jià)鐵去除水體中。其催化還原反應(yīng)的過(guò)程如圖-3所示。NO-3
①該反應(yīng)機(jī)理中生成N2的過(guò)程可描述為
②過(guò)程中去除率及N2生成率如圖-4所示,為有效降低水體中氮元素的含量,宜調(diào)整水體pH為4.2,當(dāng)pH<4.2時(shí),隨pH減小,N2生成率逐漸降低的原因是NO-3發(fā)布:2024/12/30 5:30:2組卷:39引用:4難度:0.5