某磁性材料(Fe/Fe3O4)广泛应用于磁记录、催化等领域。一种制备该材料的流程如下：已知反应原理为：①Fe2++2OH-=Fe(OH)2②3Fe(OH)2=Fe+2Fe(OH)3③Fe(OH)2+2Fe(OH)3=Fe3O4+4H2O

1. 某磁性材料(Fe/Fe₃O₄)广泛应用于磁记录、催化等领域。一种制备该材料的流程如下：

已知反应原理为：

①Fe²⁺+2OH^-=Fe(OH)₂

②3Fe(OH)₂=Fe+2Fe(OH)₃

③Fe(OH)₂+2Fe(OH)₃=Fe₃O₄+4H₂O

(1) 用FeCl₂溶液和KOH溶液制备Fe/Fe₃O₄反应的离子方程式为。

(2) 当pH<2时，Fe/Fe₃O₄产率极低的原因是。

(3) 图1为回流时间与Fe/Fe₃O₄产率的关系图，图2为回流1h所得产品的X射线衍射图。回流1h所得产品Fe/Fe₃O₄中产生杂质可能的原因。

(4) 采用Pd-Fe₃O₄双催化剂，可实现用H₂消除酸性废水中的NO $\text{[math]}$ 和NO $\text{[math]}$ ，反应历程如图3所示。

其中Fe₃O₄中Fe²⁺和Fe³⁺分别用Fe(II)、Fe(III)表示。

①用该法处理废水后，溶液的pH。(填“降低”“升高”或“不变”)

②写出过程④反应的离子方程式。

③反应历程中虚线方框内NO $\text{[math]}$ 生成N₂的过程可描述为。

【考点】

氧化还原反应方程式的配平; 制备实验方案的设计;

【答案】

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填空题普通

1. 高锰酸钾是常见的氧化剂，它能氧化Fe²⁺、SO $\text{[math]}$ 等还原性离子，其还原产物因酸碱性环境不同而不同，如酸性条件下还原产物为Mn²⁺。请配平下列方程式并标出电子转移方向与数目：。

___________SO $\text{[math]}$ +___________MnO $\text{[math]}$ +___________=___________SO $\text{[math]}$ +___________MnO₂+___________

填空题普通

2. 工业废水中的含氮物质若直接排放会对环境造成严重污染，因此废水脱氮工艺具有重要意义。折点氯化法是在低浓度氨氮( $\text{[math]}$ )废水中加入次氯酸钠或氯气，将废水中的氨氮转化为N₂的脱氮方法。

(1) 向氨氮废水中加入过量 $\text{[math]}$ 溶液发生反应： $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是_______(填标号)。 A. 还原性： $\text{[math]}$ B. 该反应中，N元素得到电子，Cl元素被还原 C. 每处理 $\text{[math]}$ ，反应中转移的电子数为 $\text{[math]}$ D. 等物质的量的 $\text{[math]}$ 和H₂O含有的电子数目相同

(2) 实验室利用 $\text{[math]}$ 固体和浓盐酸共热制备氯气的化学方程式为，每生成6.72L(标准状况下) $\text{[math]}$ 时，反应中转移的电子数为N_A。

(3) 有一种“地康法”制取氯气的反应原理如图所示：

反应I中，CuO与HCl的物质的量之比为；反应Ⅱ中，每生成6720mL(标准状况下) $\text{[math]}$ ，消耗的O₂质量为g。

(4) 向氨氮废水中通入一定量的氯气，利用产生的 $\text{[math]}$ 除去废水中的 $\text{[math]}$ ，发生的总反应为 $\text{[math]}$ (未配平)，请配平该离子方程式，并用双线桥法表示电子的转移情况：。

(5) 相比用 $\text{[math]}$ 脱氮，用 $\text{[math]}$ 脱氮的缺点是。

填空题困难

$\text{[math]}$ 是重要的大气污染源，常采用还原转化法和碱液吸收法进行处理。

（1）在 $\text{[math]}$ 、有催化剂的条件下， $\text{[math]}$ 能把NO还原成无毒气体。该反应的化学方程式为。

（2）用石灰乳进行吸收 $\text{[math]}$ 的混合气体时，若所得产物中氮元素只有一种化合价，则混合气体中 $\text{[math]}$ 的物质的量之比为。

用石灰乳进行吸收 $\text{[math]}$ 的混合气体时，若所得产物中氮元素只有一种化合价，

水体中的含氮污染物主要是氨氮（含 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ ）、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，极易造成水体富营养化。用NaClO处理废水时，水体中的氨氮可以转化为 $\text{[math]}$ 除去。氨氮去除率随pH的变化如下图所示：

已知：氧化性： $\text{[math]}$ ，还原性： $\text{[math]}$ 。

（3） $\text{[math]}$ 的废水中，氨氮主要以（填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）形式存在。此时，NaClO与氨氮反应的离子方程式为。

（4）废水pH在3~6之间时，氨氮去除率随pH升高而上升的可能原因是。

处理废水时，NaClO与氨氮的比例 $\text{[math]}$ 也会影响治理效果。已知：(氨氮)对氨氮去除率和总氮去除率的影响如下图所示：

总氮去除率是指除去的氮元素占水体中总含氮量的百分比。

（5）当 $\text{[math]}$ (氨氮) $\text{[math]}$ 时，氨氮去除率越高，总氮去除率下降。产生这一现象的可能原因是。

（6）某废水中以氮元素计的氨氮浓度为 $\text{[math]}$ ，向1L废水中加入等体积NaClO溶液，上述浓度降为 $\text{[math]}$ ，计算该NaClO溶液的物质的量浓度。（写出计算过程，结果保留2位有效数字，假设溶液体积可以相加）

填空题困难