题目内容
【题目】废水废气对自然环境有严重的破坏作用,大气和水污染治理刻不容缓。
(1)某化工厂产生的废水中含有Fe2+、Mn2+等金属离子,可用过硫酸铵[(NH4)2S2O8]氧化除去。
①过硫酸铵与Mn2+反应生成MnO2的离子方程式为________________。
②温度与Fe2+、Mn2+氧化程度之间的关系如图1所示:
图1
实验过程中应将温度控制在________________。Fe2+与Mn2+被氧化后形成胶体絮状粒子,常加入活性炭处理,加入活性炭的目的为________________。
③H2O2也有较强氧化性,在实际生产中不用H2O2氧化Mn2+的原因是________________。
(2)利用某分子筛作催化剂,NH3可脱除废气中NO、NO2,其反应机理如图2所示。A包含物质的化学式为N2和________________。
图2 图3
(3)工业上废气中SO2可用Na2CO3溶液吸收,反应过程中溶液组成变化如图3所示。
①吸收初期(图中A点以前)反应的化学方程式为________________。
②C点高于B点的原因是________________。
【答案】 S2O82- + 2H2O + Mn 2+=4H+ + 2SO42- + MnO2↓ 80℃(80℃~90℃区间均可) 吸附胶体粒子形成沉淀 锰的化合物可催化H2O2的分解,使消耗的H2O2增多 H2O 2Na2CO3 + SO2 + H2O=2NaHCO3 + Na2SO3 根据钠元素守恒, NaHSO3的物质的量是Na2CO3的2倍,所以NaHSO3的质量大,质量分数就大
【解析】(1)①过硫酸铵与Mn2+反应生成MnO2,而本身被还原为SO42-,反应的离子方程式为S2O82- + 2H2O + Mn 2+=4H+ + 2SO42- + MnO2↓;②根据图1可知:80℃时Fe2+、Mn2+氧化程度接近1.0,故实验过程中应将温度控制在80℃;Fe2+与Mn2+被氧化后形成胶体絮状粒子,常加入活性炭处理,加入活性炭的目的为吸附胶体粒子形成沉淀;③H2O2也有较强氧化性,在实际生产中不用H2O2氧化Mn2+的原因是锰的化合物可催化H2O2的分解,使消耗的H2O2增多;(2)根据图示反应可产生A的反应为:[(NH4)(HNO2)]+=N2+A+H+,结合反应可推导出A为H2O;反应为[(NH4)(HNO2)]+=N2+ 2H2O +H+;(3)①吸收初期(图中A点以前)工业上废气中SO2可用Na2CO3溶液吸收,由图中信息可知,NaHCO3 和Na2SO3的量明显增加,则发生反应的化学方程式为:2Na2CO3 + SO2 + H2O=2NaHCO3 + Na2SO3;②C点高于B点的原因是根据钠元素守恒, NaHSO3的物质的量是Na2CO3的2倍,所以NaHSO3的质量大,质量分数就大。
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