用化学方法进行环境修复已成为环境修复领域的重要研究方向。
(1)O3能将NO和NO2转化成绿色硝化剂N2O5。已知下列热化学方程式:
2N2O5(g)═4NO2(g)+O2(g)ΔH=+106.2kJ⋅mol-1
2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)ΔH=-114kJ⋅mol-1
2O3(g)═3O2(g)ΔH=-284.2kJ⋅mol-1
则反应2NO(g)+2NO2(g)+2O3(g)═2N2O5(g)+O2(g)的ΔH=+504.4kJ/mol+504.4kJ/mol。
(2)纳米零价铁(ZVI)因其高比表面积、优异的吸附性、较强的还原性和反应活性等优点被广泛应用于污染物的去除。
①ZVI可通过FeCl2⋅4H2O和NaBH4溶液反应得,同时生成H2、B(OH)4-,制备过程中需要不断通入高纯氨气,其目的是 排除装置中存在的空气,防止制得的纳米零价铁被氧化;及时排出H2,防止爆炸排除装置中存在的空气,防止制得的纳米零价铁被氧化;及时排出H2,防止爆炸。
②ZVI电化学腐蚀处理三氯乙烯进行水体修复,H+、O2、NO-3等物种的存在会影响效果,水体修复的过程如图-1所示。有效腐蚀过程中,生成1mol乙烯所转移电子的物质的量为 66mol,过程d对应的电极反应式为 NO-3+10H++8e-=NH+4+3H2ONO-3+10H++8e-=NH+4+3H2O。

(3)催化剂协同ZVI能将水体中的硝酸盐(NO-3)转化为N2,其催化还原反应的过程如图-2所示。
①硝酸盐(NO-3)转化为N2示意图可以描述为 纳米零价铁在催化剂表面失去电子变为亚铁离子,在催化剂层中氢离子得到电子变为氢原子,在酸性条件下氢原子还原硝酸根变为NH,NH失去氢原子变为氮气纳米零价铁在催化剂表面失去电子变为亚铁离子,在催化剂层中氢离子得到电子变为氢原子,在酸性条件下氢原子还原硝酸根变为NH,NH失去氢原子变为氮气。
②为有效降低水体中氮元素的含量,宜调整水体pH为4.2,当pH<4.2时,随pH减小,N2生成率逐渐降低的原因是 pH减小,H+浓度增大,会生成更多的H,使NO-3被还原的中间产物NH更多的与H 反应生成NH+4,减少N2的生成pH减小,H+浓度增大,会生成更多的H,使NO-3被还原的中间产物NH更多的与H 反应生成NH+4,减少N2的生成。
(4)利用电化学装置通过间接氧化法能氧化含苯胺的污水,其原理如图-3所示。其他条件一定,测得不同初始pH条件下,溶液中苯胺的浓度与时间的关系如图-4所示。反应相同时间,初始溶液pH=3时苯胺浓度大于pH=10时的原因是 酸性条件下Cl2不易与水反应生成HClO,pH=3时的溶液中HClO溶液浓度远小于pH=10时的ClO-浓度,反应速率较慢酸性条件下Cl2不易与水反应生成HClO,pH=3时的溶液中HClO溶液浓度远小于pH=10时的ClO-浓度,反应速率较慢。[已知氧化性:HClO(H+)>ClO-(OH-)]

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3
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【答案】+504.4kJ/mol;排除装置中存在的空气,防止制得的纳米零价铁被氧化;及时排出H2,防止爆炸;6;+10H++8e-=+3H2O;纳米零价铁在催化剂表面失去电子变为亚铁离子,在催化剂层中氢离子得到电子变为氢原子,在酸性条件下氢原子还原硝酸根变为NH,NH失去氢原子变为氮气;pH减小,H+浓度增大,会生成更多的H,使被还原的中间产物NH更多的与H 反应生成,减少N2的生成;酸性条件下Cl2不易与水反应生成HClO,pH=3时的溶液中HClO溶液浓度远小于pH=10时的ClO-浓度,反应速率较慢
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【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:58引用:1难度:0.3
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