Question

【题目】H2Y2-是乙二胺四乙酸根()的简写，可与多种金属离子形成络合物。

I. H2Y2-与Fe2+形成的络合物FeY2-可用于吸收烟气中的NO。其吸收原理:

FeY2-(aq)+NO(g)FeY2-(NO)(aq) △H<0

（1）将含NO的烟气以一定的流速通入起始温度为50℃的FeY2-溶液中。NO吸收率随通入烟气的时间变化如右图。时间越长，NO吸收率越低的原因是_________。

（2）生成的FeY2-(NO)(aq)可通过加入铁粉还原再生，其原理:FeY2-(NO)(aq)+Fe+H2O→FeY2-(aq)+Fe(OH)2+NH3(未配平)。

若吸收液再生消耗14g铁粉，则所吸收的烟气中含有NO的物质的量为_______。

II.络合铜(CuY2-)废水的处理一直是环境工程领域的研究热点。

（1）H2Y2-与Cu2+、Fe3+、Ca2+络合情况如下表:

络合反应	lgK(K为平衡常数)
Cu2++H2Y2-CuY2-+2H+	18.8
Fe3++H2Y2-FeY-+2H+	25.1
Ca2++H2Y2-CaY2-+2H+	10.7

①表中最不稳定的金属络合物是_____(填化学式)。向含有络合铜(CuY2-)废水中加入一种黄色的盐溶液A可解离出Cu2+，则盐A中阳离子为________(填化学式)。

②调节pH可将解离出的Cu2+转化为Cu(OH)2沉淀，若要使c(Cu2+)≤2.2×10-4mol/L，pH应不低于________(常温下Ksp[Cu(OH)2]= 2.2×10-20)。

（2）羟基自由基(-OH)、Na2FeO2都可氧化络合铜中的Y4-而使Cu2+得到解离。

①酸性条件下，-OH可将Y4-(C10H12O8N24-)氧化生成CO2、H2O、N2。该反应的离子方程式为___________________。

②Na2FeO4在酸性条件下不稳定。用Na2FeO4处理后的废水中Cu2+的浓度与pH的关系如右图。pH越大，/span>废水处理效果越好，这是因为______________。

Answer 1

【答案】 反应放热，温度升高，不利于NO的吸收；随着反应进行，FeY2-浓度降低 0.1mol CaY2- Fe3+ 6 40-OH+H12C10N2O84-+4H+=10CO2↑+N2↑+28H2O 酸性越强，Na2FeO4越容易分解；pH越大，Cu2+更容易沉淀；Na2FeO4氧化Y4-，自身被还原成Fe3+，水解产生的Fe(OH)3胶体有絮凝作用，使Cu(OH)2更易沉降

【解析】I.（1）根据反应FeY2-(aq)+NO(g)FeY2-(NO)(aq) △H<0可知，反应放热，温度升高，不利于NO的吸收；随着反应进行，FeY2-浓度降低，时间越长，NO吸收率越低；（2）根据反应FeY2-(NO)(aq)+Fe+H2O→FeY2-(aq)+Fe(OH)2+NH3中铁化合价由0变为+2价，氮元素化合价由+2价变为了3价，最小公倍数为10，配平得反应2FeY2-(NO)(aq)+5Fe+8H2O=2FeY2-(aq)+5Fe(OH)2+2NH3，若吸收液再生消耗14g铁粉，则所吸收的烟气中含有NO的物质的量为；II. （1）根据表中数据可知，lgK越小，K越小，络全反应逆向移动，络合物越不稳定，则最不稳定的金属络合物是CaY2-；向含有络合铜(CuY2-)废水中加入一种黄色的盐溶液A可解离出Cu2+，则盐A中阳离子为Fe3+，根据lgK大小可知，加入Fe3+，平衡Fe3++H2Y2-FeY-+2H+正向移动，H2Y2-浓度降低，平衡Cu2++H2Y2-CuY2-+2H+逆向移动，可解离出Cu2+；②常温下Ksp[Cu(OH)2]= c(Cu2+)c2(OH-) =2.2×10-20，若要使c(Cu2+)≤2.2×10-4mol/L，则c2(OH-)，c(OH-)，pH应不低于6；（2）①酸性条件下，-OH可将Y4-(C10H12O8N24-)氧化生成CO2、H2O、N2。反应的离子方程式为40-OH+H12C10N2O84-+4H+=10CO2↑+N2↑+28H2O；②根据图中曲线变化可知。pH越大，废水处理效果越好，这是因为酸性越强，Na2FeO4越容易分解；pH越大，Cu2+更容易沉淀；Na2FeO4氧化Y4-，自身被还原成Fe3+，水解产生的Fe(OH)3胶体有絮凝作用，使Cu(OH)2更易沉降。