研究人員合成了一種普魯士藍(PB)改性的生物炭(BC)復合材料(BC-PB),并將其應用于氨氮廢水(含NH3、NH+4)的處理。
資料:
①普魯士藍(PB)是亞鐵氰化鐵的俗稱,化學式為Fe4[Fe(CN)6]3,難溶于水。
②BC-PB中,PB負載在BC表面,沒有產(chǎn)生新化學鍵,各自化學性質(zhì)保持不變。
Ⅰ.復合材料BC-PB的合成
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(1)下列關于ⅰ中HCN參與反應的說法正確的是 acac(填字母)。
a.提供H+,與Fe反應
b.提供H+,與OH-反應
c.提供CN-,與Fe2+配位
d.提供CN-,與K+反應
(2)ⅱ中分離得到K4[Fe(CN)6]?3H2O的操作包括加熱濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。
(3)ⅲ中生成普魯士藍反應的離子方程式為 3[Fe(CN)6]4-+4Fe3+=Fe4[Fe(CN)6]33[Fe(CN)6]4-+4Fe3+=Fe4[Fe(CN)6]3。
(4)添加造孔劑可以增加BC的孔道數(shù)目和容量。造孔劑的造孔原理之一是在一定條件下分解產(chǎn)生氣體。700℃時,KHCO3造孔原理的化學方程式為 2KHCO3 △ K2CO3+H2O+CO2↑2KHCO3 △ K2CO3+H2O+CO2↑。
Ⅱ.氨氮廢水處理
用NH4Cl溶液模擬氨氮廢水。實驗發(fā)現(xiàn)pH=2時,在BC-PB體系中加入H2O2,可將氨氮轉化為無毒氣體N2,提高氮氮的去除率。其原理為:
?。瓼e4[Fe(CN)6]3+3H2O2+3H+=3Fe[Fe(CN)6]+Fe3++3?OH+3H2O
ⅱ.?OH將氨氮氧化為N2
(5)ⅱ的離子方程式為 6?OH+2NH+4=N2↑+6H2O+2H+6?OH+2NH+4=N2↑+6H2O+2H+。
(6)用BC-PB和H2O混合處理1000L某氨氦含量(以NH4Cl質(zhì)量計算)為120mg?L-1的廢水。實驗結束后,收集到22.4L N2(已折算成標準狀況)。
①實驗中消耗的H2O2的質(zhì)量至少為 204204g。
②處理后的廢水中氨氮含量為 1313mg?L-1(廢水體積變化忽略不計),達到了污水排放標準要求(≤15mg?L-1)。
NH
+
4
△
△
2
N
H
+
4
2
N
H
+
4
【答案】ac;冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥;3[Fe(CN)6]4-+4Fe3+=Fe4[Fe(CN)6]3;2KHCO3 K2CO3+H2O+CO2↑;6?OH+=N2↑+6H2O+2H+;204;13
△
2
N
H
+
4
【解答】
【點評】
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