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利用单质铁(经过处理)处理水体砷污染的原理为:单质铁或在水体中被氧化腐蚀得到水合氧化铁[Fe(OH)3和FeOOH,可分别写为Fe2O3•3H2O和Fe2O3•H2O统称水合氧化铁],吸附沉降砷的化合物(
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利用单质铁(经过处理)处理水体砷污染的原理为:单质铁或在水体中被氧化腐蚀得到水合氧化铁[Fe(OH)3和FeOOH,可分别写为Fe2O3•3H2O和Fe2O3•H2O统称水合氧化铁],吸附沉降砷的化合物(如:含AsO33-、AsO43-等物质).
(1)写出单质铁在水体中被(O2)氧化腐蚀得到水合氧化铁(FeOOH)的化学方程式:
___.
(2)某课题组通过查阅文献,进行了用相同单质铁(相同性状和相同质量)在相同时间内,对影响单质铁去除一定量水体中砷的效率的因素提出了以下假设,并进行了实验探究:
假设1:___;
假设2:水体中所含其他物质及离子;
假设3:水体中的溶解氧;
(3)其他条件相同,调节水样的pH,得到除砷效率曲线为图1,若控制水样pH=5时,测定不同时间段的除砷效率为图2:
①根据单质铁除砷原理,请解释水样酸性较强时,除砷效率较低的原因可能是___;
②国家饮用水标准规定水中砷的含量应低于0.05mg/L(1mg=1000μg),根据图中信息判断:若控制水样的pH=6,出水后的砷浓度是否达到饮用水标准?___.(填
“达到”、“未达到”或“无法判断”)
(4)为验证假设3,课题组成员设计了以下实验.请你完成表格中的内容(水样中砷的浓度可用分光光度计测定)
(1)写出单质铁在水体中被(O2)氧化腐蚀得到水合氧化铁(FeOOH)的化学方程式:
___.
(2)某课题组通过查阅文献,进行了用相同单质铁(相同性状和相同质量)在相同时间内,对影响单质铁去除一定量水体中砷的效率的因素提出了以下假设,并进行了实验探究:
假设1:___;
假设2:水体中所含其他物质及离子;
假设3:水体中的溶解氧;
(3)其他条件相同,调节水样的pH,得到除砷效率曲线为图1,若控制水样pH=5时,测定不同时间段的除砷效率为图2:
①根据单质铁除砷原理,请解释水样酸性较强时,除砷效率较低的原因可能是___;
②国家饮用水标准规定水中砷的含量应低于0.05mg/L(1mg=1000μg),根据图中信息判断:若控制水样的pH=6,出水后的砷浓度是否达到饮用水标准?___.(填
“达到”、“未达到”或“无法判断”)
(4)为验证假设3,课题组成员设计了以下实验.请你完成表格中的内容(水样中砷的浓度可用分光光度计测定)
实验步骤 | 预期实验结果和结论 |
①取一定体积废水样品,分成体积相同两份,其中一份持续通入一段时间 ___,以减少水中的溶解氧; | ___,则溶解氧对砷的去除效率有影响;反之则无影响. |
② ___ | |
③ ___ |
▼优质解答
答案和解析
(1)单质铁在水体中被(O2)氧化腐蚀得到水合氧化铁(FeOOH),反应物有Fe和O2,生成物有FeOOH,反应化学方程式为:4Fe+3O2+2H2O=4FeOOH,
故答案为:4Fe+3O2+2H2O=4FeOOH;
(2)由第(3)其他条件相同,调节水样的pH,得到除砷效率曲线为图1,若控制水样pH=5时,测定不同时间段的除砷效率为图2,可知水样的pH对单质铁去除水体中的砷有一定的影响,故答案为:水样的pH;
(3)①单质铁(经过处理)处理水体砷污染的原理为:单质铁或在水体中被氧化腐蚀得到水合氧化铁,水合氧化铁能吸附沉降砷的化合物(如:含AsO33-、AsO43-等物质),若水样酸性较强时,单质铁容易被腐蚀,无法生成水和氧化铁,
故答案为:酸性较强时,单质铁被腐蚀后,无法生成水合氧化铁,吸附能力下降,除砷效率降低;
②其他条件相同,调节水样的pH,得到除砷效率曲线为图1,由图1可以看出:若控制水样的pH=6,则As的去除率大概为80%,此时水中剩余的As约为20%;由图2可以看出:污水没有开始处理时(当吸附时间为0时)水中As的浓度为100ug/L,水样的pH=6时,水中剩余的As为100ug/L×20%=20ug/L=0.02mg/L<0.05mg/L,国家饮用水标准规定水中砷的含量应低于0.05mg/L,故出水后的砷浓度达到饮用水标准,
故答案为:达到;
(4)要测定溶解氧对砷的去除效率有无影响,则采用对比实验,即取2份不同溶解氧的相同体积水,向其中分别中投入足量等质量的同种单质铁,相同一段时间后,用分光光度计测定两份水样中砷的浓度,最终根据测定的砷的浓度是否相同判断有无影响,
所以实验步骤为:
①取一定体积废水样品,分成体积相同两份,其中一份持续通入一段时间N2,以减少水中的溶解氧;
②向上述两份溶液中投入足量等质量的同种单质铁;
③相同一段时间后,用分光光度计测定两份水样中砷的浓度;
实验结果和结论为:若溶解氧不同的两份溶液中,测出的砷的浓度不同,则溶解氧对砷的去除效率有影响;反之则无影响;
故答案为:
故答案为:4Fe+3O2+2H2O=4FeOOH;
(2)由第(3)其他条件相同,调节水样的pH,得到除砷效率曲线为图1,若控制水样pH=5时,测定不同时间段的除砷效率为图2,可知水样的pH对单质铁去除水体中的砷有一定的影响,故答案为:水样的pH;
(3)①单质铁(经过处理)处理水体砷污染的原理为:单质铁或在水体中被氧化腐蚀得到水合氧化铁,水合氧化铁能吸附沉降砷的化合物(如:含AsO33-、AsO43-等物质),若水样酸性较强时,单质铁容易被腐蚀,无法生成水和氧化铁,
故答案为:酸性较强时,单质铁被腐蚀后,无法生成水合氧化铁,吸附能力下降,除砷效率降低;
②其他条件相同,调节水样的pH,得到除砷效率曲线为图1,由图1可以看出:若控制水样的pH=6,则As的去除率大概为80%,此时水中剩余的As约为20%;由图2可以看出:污水没有开始处理时(当吸附时间为0时)水中As的浓度为100ug/L,水样的pH=6时,水中剩余的As为100ug/L×20%=20ug/L=0.02mg/L<0.05mg/L,国家饮用水标准规定水中砷的含量应低于0.05mg/L,故出水后的砷浓度达到饮用水标准,
故答案为:达到;
(4)要测定溶解氧对砷的去除效率有无影响,则采用对比实验,即取2份不同溶解氧的相同体积水,向其中分别中投入足量等质量的同种单质铁,相同一段时间后,用分光光度计测定两份水样中砷的浓度,最终根据测定的砷的浓度是否相同判断有无影响,
所以实验步骤为:
①取一定体积废水样品,分成体积相同两份,其中一份持续通入一段时间N2,以减少水中的溶解氧;
②向上述两份溶液中投入足量等质量的同种单质铁;
③相同一段时间后,用分光光度计测定两份水样中砷的浓度;
实验结果和结论为:若溶解氧不同的两份溶液中,测出的砷的浓度不同,则溶解氧对砷的去除效率有影响;反之则无影响;
故答案为:
实验步骤 | 预期实验结果和结论 |
①取一定体积废水样品,分成体积相同两份,其中一份持续通入一段时间N2,以减少水中的溶解氧; | 若溶解氧不同的两份溶液中,测出的砷的浓度不同, |
②向上述两份溶液中投入足量等质量的同种单质铁; | |
③相同一段时间后,用分光光度计测定两份水样中砷的浓度. |
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