Question

【題目】臭氧氧化技術(shù)被廣泛用于飲用水的處理，但也會產(chǎn)生易致癌的 BrO3－。

(1)取含 Br －的水樣，向其中投加一定量的 H2O2 ，再經(jīng) O3氧化后，水中溴酸鹽(BrO3－)的含量如圖所示

①投加過氧化氫，其目的是___。

②未投加過氧化氫，臭氧投加量在 0~1.0 mg·L－１時，BrO3 －的濃度為 0 的可能原因是___ 。

(2)科研小組在控制其他條件一定時，研究 n(H2O2)/n(O3) 對水樣中 Br-濃度的影響，結(jié)果如圖。在相同時刻，投加 H2O2 的反應(yīng)中 Br-的濃度高于未投加 H2O2 的，其可能原因是反應(yīng)過程中生成的HBrO 被 H2O2 還原所致，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___ 。

(3)BrO3 －能被活性炭有效去除，其去除機理分為兩步，第一步是___；第二步是 BrO3 －被活性炭還原為Br－。反應(yīng)方程式(未配平)如下：

≡C+BrO3-→ BrO- + ≡CO2 ①

≡C+BrO-→ Br - + ≡CO2 ②

反應(yīng)的總方程式為：2BrO3－ + 3 ≡C = 2Br－ + 3 ≡CO2。其中≡C 代表活性炭表面，≡CO2代表活性炭表面氧化物。則反應(yīng)①與反應(yīng)②中參加反應(yīng)的≡C 物質(zhì)的量之比為___ 。

Answer 1

【答案】抑制溴酸鹽的生成(或與生成的溴酸鹽反應(yīng)，消耗溴酸鹽) O3 投加量不足，Br －被 O3 氧化為 HOBr 或 BrO－ HBrO + H2O2 =HBr + H2O + O2↑ 活性炭吸附BrO3－ 2∶1

【解析】

（1）①根據(jù)圖像，投加過氧化氫，其目的是抑制溴酸鹽的生成(或與生成的溴酸鹽反應(yīng)，消耗溴酸鹽)；

②BrO3－的濃度為0的可能原因是O3投加量不足，Br－被O3氧化為HOBr或BrO－；

（2）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的配平原則進行配平；

（3）活性炭具有很強的吸附性，第二步是BrO3－被活性炭還原為Br－，則第一步為活性炭吸附BrO3－；根據(jù)總反應(yīng)方程式判斷反應(yīng)①與反應(yīng)②中參加反應(yīng)的≡C物質(zhì)的量之比。

（1）①根據(jù)圖像，投加一定量H2O2不利于Br-氧化成BrO3-，即投加過氧化氫的目的是抑制溴酸鹽的生成(或與生成的溴酸鹽反應(yīng)，消耗溴酸鹽)，故答案為：抑制溴酸鹽的生成。(或與生成的溴酸鹽反應(yīng)，消耗溴酸鹽)。

②未投加過氧化氫，臭氧投加量在0~1.0mg·L－１時，BrO3 －的濃度為0的可能原因是O3投加量不足，Br－被O3氧化為HOBr或BrO－，故答案為：O3投加量不足，Br－被O3氧化為HOBr或BrO－。

（2）由題意可知，生成的HBrO被H2O2還原為HBr，H2O2被HBrO氧化為H2O和O2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為HBrO+H2O2=HBr+H2O+O2↑，故答案為：HBrO+H2O2=HBr+H2O+O2↑。

（3）活性炭具有很強的吸附性，第二步是BrO3－被活性炭還原為Br－，則第一步為活性炭吸附BrO3－；配平后反應(yīng)①的方程式為：≡C+BrO3－=BrO－+≡CO2，反應(yīng)②的方程式為：≡C+2BrO－=2Br－+≡CO2，由總反應(yīng)方程式2BrO3－+3≡C=2Br－+3≡CO2可知，反應(yīng)①與反應(yīng)②中參加反應(yīng)的≡C物質(zhì)的量之比為2∶1，故答案為：活性炭吸附BrO3-，2∶1。