新型材料納米級鐵粉是指其顆粒大小達(dá)到納米級的單質(zhì)鐵,具有廣泛的用途。下面是化學(xué)興趣小組對納米鐵粉的研究性學(xué)習(xí)。
(一)納米鐵粉的制備與性質(zhì)圖1為某種制備納米級鐵粉的流程:
(1)請以化學(xué)方程式表示該種制備原理 ,N2的作用是
保護(hù)氣,防止鐵粉被氧化
保護(hù)氣,防止鐵粉被氧化
。
(2)該方法制得的納米級鐵粉樣品中常混有少量的FeCl2雜質(zhì)。為除去樣品中的雜質(zhì),可在無氧環(huán)境下,先加 水
水
試劑溶解,再 過濾
過濾
(填一種操作名稱)、洗滌、烘干。
(二)納米鐵粉的用途
納米鐵粉對處理酸性廢水中的NO3-有較好的效果。
(3)廢水中的NO3-在含納米鐵粉的水處理劑表面的變化如圖2,上述變化過程中,化合價降低的元素是 氮元素
氮元素
。
(4)研究發(fā)現(xiàn):
①納米鐵粉較普通鐵粉去除NO3-的速率快得多,其原因是 增大了接觸面積
增大了接觸面積
。
②已知當(dāng)溶液的pH為7.6時,F(xiàn)e2+開始沉淀。納米鐵粉在酸性條件下對NO3-的去除效果要好于中性和堿性條件,其原因是 沉淀附著在鐵粉表面阻止反應(yīng)進(jìn)行
沉淀附著在鐵粉表面阻止反應(yīng)進(jìn)行
。
③廢水中溶解氧會對NO3-的去除產(chǎn)生一定影響。在其它條件相同情況下,有氧與無氧條件下NO3-的去除率隨反應(yīng)時間的變化如圖3所示。1~3h時,有氧條件下NO3-去除率低于無氧條件下,其可能原因是 納米鐵粉優(yōu)先和水中溶解的氧發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致硝酸根的去除率降低
納米鐵粉優(yōu)先和水中溶解的氧發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致硝酸根的去除率降低
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(5)試用化學(xué)方程式表示“納米鐵粉”的一條其他化學(xué)性質(zhì):Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
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