Question

7．鐵炭混合物（鐵屑和活性炭的混合物）、納米鐵粉均可用于處理水中污染物．在相同條件下，測量總質量相同、鐵的質量分數不同的鐵炭混合物對水中Cu²⁺和Pb²⁺的去除率，結果如圖所示．已知活性炭對重金屬離子具有一定的吸附作用．
（1）當鐵炭混合物中鐵的質量分數為0時，也能去除水中少量的Cu²⁺和Pb²⁺，其原因是活性炭對Cu²⁺和Pb²⁺具有吸附作用．
（2）當鐵炭混合物中鐵的質量分數相同時，Cu²⁺的去除率比Pb²⁺的高，其主要原因是Cu²⁺的氧化性比Pb²⁺的強．
（3）納米鐵粉可用于處理地下水中的污染物．
①一定條件下，向FeSO₄溶液中滴加堿性NaBH₄溶液，溶液中BH₄^-（B元素的化合價為+3）與Fe²⁺反應生成納米鐵粉、H₂和B（OH）₄^-，其離子方程式為2Fe²⁺+BH₄^-+4OH^-=2Fe+2H₂↑+B（OH）₄^-．
②納米鐵粉與水中NO₃^-反應的離子方程式為 4Fe+NO₃^-+10H⁺═4Fe²⁺+NH₄⁺+3H₂O 研究發(fā)現，若pH偏低將會導致NO₃^-的去除率下降，其原因是納米鐵粉與H⁺反應生成H₂．

Answer 1

分析 （1）當鐵炭混合物中鐵的質量分數為0時，則只有碳粉，碳粉具有吸附性，可去除水中少量的Cu²⁺和Pb²⁺；
（2）Cu²⁺的氧化性比Pb²⁺的強，易與鐵發(fā)生氧化反應；
（3）①向FeSO₄溶液中滴加堿性NaBH₄溶液，溶液中BH₄^-（B元素的化合價為+3）與Fe²⁺反應生成納米鐵粉、H₂和B（OH）₄^-，反應中只有Fe、H元素化合價發(fā)生變化，結合質量守恒、電荷守恒可寫出離子方程式；
②pH偏低，氫離子濃度偏大，則鐵可與氫離子反應生成氫氣．

解答 解：（1）當鐵炭混合物中鐵的質量分數為0時，則只有碳粉，可去除水中少量的Cu²⁺和Pb²⁺，原因是碳粉具有吸附性，也可起到凈水的作用，
故答案為：活性炭對Cu²⁺和Pb²⁺具有吸附作用；
（2）Cu²⁺的氧化性比Pb²⁺的強，易與鐵發(fā)生氧化反應，則當鐵炭混合物中鐵的質量分數相同時，Cu²⁺的去除率比Pb²⁺的高，
故答案為：Cu²⁺的氧化性比Pb²⁺的強；
（3）①向FeSO₄溶液中滴加堿性NaBH₄溶液，溶液中BH₄^-（B元素的化合價為+3）與Fe²⁺反應生成納米鐵粉、H₂和B（OH）₄^-，反應中只有Fe、H元素化合價發(fā)生變化，發(fā)生氧化還原反應，離子方程式為2Fe²⁺+BH₄^-+4OH^-=2Fe+2H₂↑+B（OH）₄^-，
故答案為：2Fe²⁺+BH₄^-+4OH^-=2Fe+2H₂↑+B（OH）₄^-；
②pH偏低，氫離子濃度偏大，則鐵可與氫離子反應生成氫氣，可導致NO₃^-的去除率下降，故答案為：納米鐵粉與H⁺反應生成H₂．

點評 本題考查物質的分離、提純，側重于化學與生后、環(huán)境的考查，題目有利于培養(yǎng)學生的良好的科學素養(yǎng)，側重于考查學生的分析、實驗能力的考查，注意把握提給信息以及物質的性質，為解答該題的關鍵，難度中等．