水體砷汙染已成為一個亟待解決的全球*環境問題，我國科學家研究零價鐵活化過硫**(Na2S2O8)去除廢水中的正...

問題詳情：

水體砷汙染已成為一個亟待解決的全球*環境問題，我國科學家研究零價鐵活化過硫**(Na2S2O8)去除廢水中的正五價砷[As(V )]，其機制模型如圖。

資料：

I.**條件下●為主要的自由基，中*及弱鹼*條件下●和●OH同時存在，強鹼*條件下，●OH為主要的自由基。

II. Fe2+、Fe3+形成*氧化物沉澱的pH

離子	開始沉澱的pH	沉澱完全的pH
Fe2+	7.04	9.08
Fe3+	1.87	3.27

(1)砷與*在元素週期表中位於同一主族，其原子比*多一個電子層。

①砷在元素週期表中的位置是____________________。

②砷*的化學式是__________________________，其**比H3PO4__________________________

(填“強”或“弱”)。

(2)零價鐵與過硫**反應，可持續釋放Fe2+，Fe2+與反應生成Fe3+和自由基，自由基具有強氧化*，利於形成Fe2+和Fe3+，以確保As( V)去除完全。

①零價鐵與過硫**反應的離子方程式是________________________。

②Fe3+轉化為Fe2+的離子方程式是________________________________。

(3)不同pH對As(V)去除率的影響如圖。5 min內pH=7和pH=9時去除率高的原因是________________。

【回答】

第4週期第VA族 H3AsO4 弱 Fe+ 2Fe3+ =3Fe2+ pH=7和pH=9時，產生了具有強氧化*的●和●OH，利於生成Fe2+和Fe3+ ，pH=7和pH=9時，Fe2+和Fe3+形成Fe(OH)2和Fe(OH)3與As( V )發生共沉澱，有效去除As(V)

【分析】

圖中資訊顯示：能將Fe氧化為Fe2+；與Fe2+作用，生成具有強氧化*的●和Fe3+；●與H2O或OH-作用，生成●OH自由基；自由基具有強氧化*，利於形成Fe2+和Fe3+；在鹼*溶液中，Fe2+和Fe3+形成Fe(OH)2和Fe(OH)3，與As( V )發生共沉澱，有效去除As(V)。

【詳解】

(1)①砷與*的最外層電子數都為5，在元素週期表中位於第VA族，*位於第三週期，則砷位於第四周期。由此得出砷在元素週期表中的位置是第4週期第VA族。

②**的化學式為H3PO4，則砷*的化學式是H3AsO4；同主族元素從上到下，非金屬*依次增強，則**依次增強，所以其**比H3PO4弱。*為：第4週期第VA族；H3AsO4；弱；

(2)①由圖中可以看出，零價鐵與過硫**反應生成和Fe2+，離子方程式是。

②Fe3+與Fe反應轉化為Fe2+，離子方程式是Fe+ 2Fe3+ =3Fe2+。*為：；Fe+ 2Fe3+ =3Fe2+；

(3)由資訊知，中*及弱鹼*條件下●和●OH同時存在，自由基具有強氧化*，利於形成Fe2+和Fe3+，以確保As( V)去除完全。由此得出5 min內pH=7和pH=9時去除率高的原因是pH=7和pH=9時，產生了具有強氧化*的●和●OH，利於生成Fe2+和Fe3+ ，pH=7和pH=9時，Fe2+和Fe3+形成Fe(OH)2和Fe(OH)3，與As( V )發生共沉澱，有效去除As(V)。*為：pH=7和pH=9時，產生了具有強氧化*的●和●OH，利於生成Fe2+和Fe3+ ，pH=7和pH=9時，Fe2+和Fe3+形成Fe(OH)2和Fe(OH)3，與As( V )發生共沉澱，有效去除As(V)。