Question

【题目】废水废气对自然环境有严重的破坏作用，大气和水污染治理刻不容缓。

（1）某化工厂产生的废水中含有Fe2＋、Mn2+等金属离子，可用过硫酸铵[(NH4)2S2O8]氧化除去。

①过硫酸铵与Mn2+反应生成MnO2的离子方程式为________________。

②温度与Fe2+、Mn2+氧化程度之间的关系如图1所示：

图1

实验过程中应将温度控制在________________。Fe2+与Mn2+被氧化后形成胶体絮状粒子，常加入活性炭处理，加入活性炭的目的为________________。

③H2O2也有较强氧化性，在实际生产中不用H2O2氧化Mn2+的原因是________________。

（2）利用某分子筛作催化剂，NH3可脱除废气中NO、NO2，其反应机理如图2所示。A包含物质的化学式为N2和________________。

图2 图3

（3）工业上废气中SO2可用Na2CO3溶液吸收，反应过程中溶液组成变化如图3所示。

①吸收初期（图中A点以前）反应的化学方程式为________________。

②C点高于B点的原因是________________。

Answer 1

【答案】 S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋=4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓ 80℃（80℃~90℃区间均可） 吸附胶体粒子形成沉淀 锰的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多 H2O 2Na2CO3 + SO2 + H2O＝2NaHCO3 + Na2SO3 根据钠元素守恒， NaHSO3的物质的量是Na2CO3的2倍，所以NaHSO3的质量大，质量分数就大

【解析】（1）①过硫酸铵与Mn2+反应生成MnO2，而本身被还原为SO42－，反应的离子方程式为S2O82－ + 2H2O + Mn 2＋=4H＋ + 2SO42－ + MnO2↓；②根据图1可知：80℃时Fe2+、Mn2+氧化程度接近1.0，故实验过程中应将温度控制在80℃；Fe2+与Mn2+被氧化后形成胶体絮状粒子，常加入活性炭处理，加入活性炭的目的为吸附胶体粒子形成沉淀；③H2O2也有较强氧化性，在实际生产中不用H2O2氧化Mn2+的原因是锰的化合物可催化H2O2的分解，使消耗的H2O2增多；（2）根据图示反应可产生A的反应为：[（NH4）（HNO2）]+=N2+A+H+，结合反应可推导出A为H2O；反应为[（NH4）（HNO2）]+=N2+ 2H2O +H+；（3）①吸收初期（图中A点以前）工业上废气中SO2可用Na2CO3溶液吸收，由图中信息可知，NaHCO3 和Na2SO3的量明显增加，则发生反应的化学方程式为：2Na2CO3 + SO2 + H2O＝2NaHCO3 + Na2SO3；②C点高于B点的原因是根据钠元素守恒， NaHSO3的物质的量是Na2CO3的2倍，所以NaHSO3的质量大，质量分数就大。