新型材料纳米级铁粉是指其颗粒大小达到纳米级的单质铁,具有广泛的用途。下面是化学兴趣小组对纳米铁粉的研究性学习。
(一)纳米铁粉的制备与性质图1为某种制备纳米级铁粉的流程:

(1)请以化学方程式表示该种制备原理 FeCl2+H2 高温 Fe+2HClFeCl2+H2 高温 Fe+2HCl,N2的作用是 保护气,防止铁粉被氧化保护气,防止铁粉被氧化。
(2)该方法制得的纳米级铁粉样品中常混有少量的FeCl2杂质。为除去样品中的杂质,可在无氧环境下,先加 水水试剂溶解,再 过滤过滤(填一种操作名称)、洗涤、烘干。
(二)纳米铁粉的用途
纳米铁粉对处理酸性废水中的NO3-有较好的效果。
(3)废水中的NO3-在含纳米铁粉的水处理剂表面的变化如图2,上述变化过程中,化合价降低的元素是 氮元素氮元素。
(4)研究发现:
①纳米铁粉较普通铁粉去除NO3-的速率快得多,其原因是 增大了接触面积增大了接触面积。
②已知当溶液的pH为7.6时,Fe2+开始沉淀。纳米铁粉在酸性条件下对NO3-的去除效果要好于中性和碱性条件,其原因是 沉淀附着在铁粉表面阻止反应进行沉淀附着在铁粉表面阻止反应进行。
③废水中溶解氧会对NO3-的去除产生一定影响。在其它条件相同情况下,有氧与无氧条件下NO3-的去除率随反应时间的变化如图3所示。1~3h时,有氧条件下NO3-去除率低于无氧条件下,其可能原因是 纳米铁粉优先和水中溶解的氧发生反应,导致硝酸根的去除率降低纳米铁粉优先和水中溶解的氧发生反应,导致硝酸根的去除率降低。
(5)试用化学方程式表示“纳米铁粉”的一条其他化学性质:Fe+2HCl═FeCl2+H2↑Fe+2HCl═FeCl2+H2↑。
高温
高温
【答案】FeCl2+H2 Fe+2HCl;保护气,防止铁粉被氧化;水;过滤;氮元素;增大了接触面积;沉淀附着在铁粉表面阻止反应进行;纳米铁粉优先和水中溶解的氧发生反应,导致硝酸根的去除率降低;Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
高温
【解答】
【点评】
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