1. ·初级·化学的设计实验
LZ,2006年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛复赛试题
(120分钟满分100分)
试题说明:
l本试卷共8页,满分100分。
2可能用到的相对原子质量:H-l C-12 N-14 0-16 Na-23 S-32 C1-35 5 Ca-40 Cu-64 Fe-56 Zn-65 AI-27
一、选择题(本题包括15个小题,每小题2分,共30分。每小题有1个或2个选项符合题意。若有两个答案的错1个不得分,漏选1个扣1分。请将答案填在下表相应的题号的空格内。)
1.将下列四种家庭常用的调味品分别放入水中,不能形成溶液的是 ( )
A.食盐 B.食用油 C.味精 D.蔗糖
2.下列符号中,既能表示一个原子,又能表示一种元素,还能表示一种物质的是 ( )
A.H2 B.O C. C60 D.Cu
3.食用下列方法处理过的食品,不会危及人体健康的是 ( )
A.用干冰冷藏的食品 B.用硫磺熏制的白木耳、粉丝等食品
C.用甲醛浸泡的海鲜 D.用工业用盐腌制的肉类食品
4.我国有些煤矿的坑道中具有丰富的可燃性气体。利用该可燃气可建成发电厂,这样既充分利用了能源,又保证了煤矿的安全生产,坑道中主要的可燃性气体是 ( )
A.H2 B.CO C.CH4 D.CH4和CO的混合气体
5. “绿色化学”是21世纪化学科学发展的重要方向之一,其核心是从源头上减少对环境的污染。你认为“绿色化学”是指化学工业生产中 ( )
A.对废气、废水、废渣进行严格处理
B.少用或不用有害物质以及少排或不排放有害物质
C.不使用任何化学物质
D.在化工厂种草、种树,使其成为花园式工厂
6.室内空气污染的主要来源之一是人们现代生活中所使用的某些化工产品,如有些装饰材料、化纤地毯、涂料等会不同程度地释放出某种气体,该气体可能是 ( )
A.氟利昂 B.二氧化碳 C.甲醛 D.甲烷
7.下列物质可以用作食品抗氧化剂的是 ( )
A.炭粉 B.铁粉 C.氯化钙 D.生石灰
8.人体内含有多种元素,其中许多元素都是人体所需的。但有些元素尚未证实其生理功能,在食品中它们的含量稍高会引起毒性反应。我国食品卫生法对这些元素在食品中的含量的最高标准有极严格的规定,这些元素是 ( )
①Na ②Mg ③As ④Cd ⑤Ca ⑥Zn ⑦Hg ⑧Pb ⑨Fe ⑩K
A.⑥⑦⑧⑨ B.②④⑥⑧ C.③④⑦⑧ D.②④⑥⑦⑧
9.某学生将食盐、生石灰、米醋、酸奶分别放人等质量的水中,逐一进行了pH的测定,并表示在下面的数轴上,其中能表示生石灰溶于水形成溶液的pH的是 ( )
10.当水的温度和压强升高到临界点(t=374 3℃,p=22 05MPa)以上时,水就处于超临界状态,该状态的水即称之为超临界水。超临界水具有通常状态下水所没有的特殊性质,它可以和空气、氧气及一些有机物质均匀混合。如果超临界水中同时溶有氧气和有机物,则有机物可迅速被氧化,生成二氧化碳、氮气、水等。有关超临界水的叙述错误的是 ( )
A.超临界水可处理有机废物
B.超临界水是一种新物质
C.超临界水是水的一种状态
D.超临界水氧化技术不形成二次污染
11.《美国化学会志》报道了中国科学家以二氧化碳和钠在一定条件制得金刚石,其化学方程式为3C02+4Na=2X+C(金刚石)。则x的化学式为 ( )
A. Na2O2 B .Na2CO3 C. Na2O D. Na4C2O6
12. 2002年诺贝尔化学奖得主之一的瑞士科学家维特里希夫巧妙地选用生物大分子中的某原子(x)作为测量对象,测出相邻x原子间的距离和方位,再通过计算机破译了某些生物大分子的空间结构。已知x原子是有机分子中数量最多的原子,该原子是 ( )
A .C B .H C .O D .N
13.有一溶液是由盐酸、硫酸、硫酸铁、氯化铁、稀硝酸、硝酸铁几种中的两种混合而成,向该溶液中加Ba(OH)2溶液的体积与生成沉淀的质量关系如右图所示,则该溶液是 ( )
A.硝酸、硝酸铁 B.硫酸、氯化铁
C.盐酸、氯化铁 D.盐酸、硫酸铁
14.图表资料可以为我们提供很多信息。下面是某学生对图表资料的使用,其中正确的是 ( )
A.根据某元素的原子结构示意图判断该元素原子核中有几个中子
B.根据密度数据判断液体物质挥发性的大小
C.根据“各种物质在不同温度时的溶解度表”,设计通过蒸发、结晶把混合溶液中某些溶质分离出来的方法
D.根据“相对原子质量表”判断每种元素原子中的质子数、中子数和核外电子数
15.把A、B、c、D四种物质放在密闭容器中,在一定条件下充分反应,并测得反应物和产物在反应前后各物质的质量如下表所示:
物质 A B C D
反应前的质量/g 19.7 8.7 21.6 0.4
反应后的质量/g 待测 19.4 0 3.6
下列说法正确的是 ( )
A.物质c一定是化合物,物质D可能是单质
B.反应后密闭容器中A的质量为19.7 g
C.反应过程中,物质B和物质D变化的质量比为87:36
D.若物质A与物质C的相对分子质量之比为194 :216,则反应中A和c的化学计量数之比为1:2
二、填空题(本题包括8个小题,共41分。)
16.(3分)已知右图为A、B、C三种元素的原子结构示意图,则
(1)x=__________,y=__________。
(2)写出一种由A、B、C三种元素形成的化合物的化学式_________。(用A、B、C代表元素符号)
17.(5分)某单位曾发生了一起亚硝酸钠中毒事件。亚硝酸钠外观酷似食盐且有成昧,亚硝酸钠和食盐的有关资料如下:
项目 亚硝酸钠(NaNO2) 氯化钠(NaCl)
水溶性 易溶,在15℃时溶解度为81.5 g 易溶,在15℃时溶解度为35.8 g
熔点 271℃ 801℃
沸点 320℃会分解,放出有臭味的气体 1431℃
跟稀盐酸作月 放出虹棕色的气体N02 无反应
(1)根据上表,请你写出亚硝酸钠的两个物理性质:
①____________________________②________________________________
(2)检验亚硝酸钠的方法可以是:__________________________________________
18.(4分)现有碳酸氢铵、硫酸钾两种固体化肥,请设计两种实验方法将它们加以区别。
方法 现象 结论
(1) 原化肥是碳酸氢铵
(2) 原化肥是碳酸氢铵
19.(7分)在理解概念的基础上,理清概念之间的相互关系,构建知识网络是化学学习重要的学习方法。F图是初中常见化学概念之间的相互关系。
(1)写出A、B、C所属物质的类别,并以Na、H、O、S元素组成的物质为例各写出一种代表物质的化学式。
(2)NaHSO4是硫酸的酸式盐,NaHSO4的溶液具有酸性。写出NaHSO4与表中A、B、C、
氧化物中某两种物质分别反应的化学方程式:_________________________
20.(5分)近年来,多次发生煤矿瓦斯爆炸事件。瓦斯已成为导致我国煤矿特大恶性事故的“头号杀手”。
(1)瓦斯存在于煤层及周围岩层中,是井下有害气体的总称。瓦斯属于_______(选填“纯净物”或“混合物”)。
(2)当瓦斯爆炸时,下列自救措施不当的是_____________ 。
A.站在原地不动
B.背对爆炸地点迅速卧倒
C.若眼前有水,应俯卧或侧卧于水中。并用湿毛巾捂住口鼻
D.选择合适通道迅速逃生
(3)煤矿瓦斯爆炸有三个必要条件:瓦斯浓度达到爆炸限度、足够的_________和_________,对任何一个条件的有效控制都可避免瓦斯爆炸。这类事故的发生也提醒我们在做易燃、有毒气体的实验时应注意 __________________(任写一点)。
21.(6分)下面4个观点都是错误的。写出你熟悉的化学反应方程式,否定相应的各错误观点:
序号 错误观点 否定例证(化学方程式)
(1) 分解反应一定有单质生成
(2) 凡有化合物生成的反应都是化合反应
(3) 有单质和化合物生成的反应一定是置换反应
(4) 有盐和水生成的反应一定是中和反应
22.(7分)某初级中学学生为探究该校化学实验室的一种黑色粉末和一瓶标签破损的无色溶液(如右图所示)可能是什么物质,大胆猜想并设计实验进行验证。
[发现问题]当把黑色粉末与无色溶液混合时即产生气泡。
[查阅资料]初中化学实验室常见的黑色粉末有氧化铜、二氧化锰、四氧化三铁、铁粉、炭粉等。
[提出假设]黑色粉末是_______,无色溶液是_______。(只写一种假设)
[设计实验]向盛有少许黑色粉末的试管中加入适量的无色溶液;用_________________
_________________收集一试管气体;
检验气体(写出操作方法)____________________________________________________
____________________________________________________________________________。
[实验现象]
[实验结论]此气体是_________________,原假设_______________
23.(4分)一定体积淡水中浮游植物在单位时间内经光合作用制造的有机物是该生态系统初级生产力。6CO2+6H2O=C6H12O6+6O2生成有机物质量和O2的质量(设为m)的关系为:___________________
所以由水体中溶解氧量的改变,可知生成有机物总量。
取水样,测定其中溶解氧量为m(原)。将水样灌满黑、白瓶后放到原先取水样的位置[黑、白瓶中水样的体积均与测定m(原)水样的体积相等],经24小时取出,测得黑、白瓶内水中溶解氧量为m(黑)、m(白)。黑瓶在无光条件下,水中浮游植物只发生消耗O2的呼吸作用,使水中溶解氧量下降;在光照条件下,白瓶内浮游植物发生光合作用使水中溶解氧量上升,同时植物也发生呼吸作用。已知黑、白瓶内植物呼吸作用强度相同。下列两种溶解氧量的差值各表示什么?
m(原)-m(黑)=___________________________________________________________
m(白)- m(黑):_________________________________________________________
三、实验题(本题包括3个小题,共20分)
24.(5分)向一定量的氯化钡溶液中加一定量的硫酸钠溶液,充分反应后过滤。你认为滤液中溶质的组成最多有_______种情况,这几种情况中一定都含有_______。
请你设计一个实验,证明上述实验中氯化钡和硫酸钠刚好完全反应,并将有关内容填写在下表中。
验证的实验方法 可能观察到的实验现象 结论
25.(7分)为探究CO2和NaOH确实发生了化学反应,某实验小组的同学设计出了下列4种实验装置,请回答下列问题:
⑴ 选择任意一种实验装置,简述出现的实验现象,解释产生该实验现象的原因:选择的实验装置是____________________________,实验现象为:_______________________
_______________________________________________________________________,产生该实验现象的原因是:_______________________________________________________
____________________________________________________________________________。
⑵某同学质疑上述实验设计,该同学质疑的依据是__________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
⑶在原实验的基础上,请你设计实验证明CO2和NaOH肯定发生了化学反应。______________________________________________________________________________________________。
26.(8分)神州五号、神州六号载人飞船成功返航,标志着我国已跨入航天领域国际先进行列。
(1)在宇宙飞船上可以安装盛有Na202的装置,它的作用是与人呼出的二氧化碳反应生 成氧气,写出该反应的化学方程式:__________________________________________________。
(2)请你写出一种实验室制取氧气的化学方程式:_________________________________________。
请在下面的仪器中根据上述反应选择适当的仪器组成一套制取并收集干燥的氧气的装置,各仪器从左到右的接口顺序是( )一( )( )一( )。(填各仪器接口处的字母)。
(3)证明集气瓶中的氧气已经收集满的方法是_________________________。
(4)要测定生成的氧气的体积,必须选用除上图以外的仪器是__________(填仪器名称)。
四、计算题(本题包括2个小题,共9分。)
27.(4分)已知CuO被C还原的产物是Cu2O(红色)。现有CuO和木炭粉组成的混合物4.24 g,在高温下充分反应后,得到红色固体产物。反应后产生的气体能全部被过量的澄清的石灰水吸收,得沉淀2.00 g。试计算所得红色固体产物质量。
28(5分)学校研究性学习小组测定Cu—Fe合金、Fe-Zn合金和Fe- Al合金中铁的质量分数,实验室只提供一瓶未标明质量分数的稀硫酸和必要的仪器。
他们取其中一种合金的粉末5.6g与足量该硫酸充分反应,经测定,产生了气体ag。请讨论:当粉末为Fe-AI合金时,a>________;当粉末为Cu—Fe台金时,a<______________; 当_________>a>__________时,粉末可能是_____________________。
2006年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛
(第十六届天原杯)复赛试题答案
一、选择题(本题包括15个小题,每小题2分,共30分。每小题有1个或2个选项符合题意。若有两个答案的错1个不得分,漏选1个扣1分。请将答案填在下表相应题号的空格内。)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
答案 B D A C B C B C D B B B AC C AD
二、填空题(本题包括8个小题,共41分)
16、(3分)(1)6;6 (各1分,共2分)
(2)A2BC3等 (1分)
17、(5分)
(1)易溶于水,熔点271℃;(其它合理答案均可给分) (各1分,共2分)
(2)方法一:取少量待测物质与稀盐酸反应,若有红棕色气体产生,则该物质为亚硝酸钠。
或方法二:取待测物质加热到320℃以上,若有臭味气体产生,则该物质为亚硝酸钠。(3分)
18、(4分)
方 法 现 象
(1)将两种化肥分别放入试管中加热 有刺激性气味气体产生,试管壁出现水珠,固体质量减少或消失的
(2)将两种化肥分别放入到装有稀盐酸的试管中 有无色无味的气体产生的
19、(7分)
(1) (每空0.5分,共3分)
A B C
酸 碱 盐
H2SO4或H2SO3或H2S NaOH Na2SO4或H2SO3或Na2S
(2)NaHSO4+NaOH=Na2SO4+H2O或2NaHSO4+Na2O=2Na2SO4+H2O
或2NaHSO4+Na2SO3=2Na2SO4+SO2↑+H2O或2NaHSO4+Na2S=2Na2SO4+H2S↑
(化学方程式答对1分得2分,共4分)
20、(5分) (每空1分,共5分)
(1)混合物 (2)A; (3)火源;氧气;点燃气体前要先检验气体的纯度(或应该在通风橱中进行实验或从遵守规章制度或注意安全等方面均可)
21、(6分) (每空1.5分,说明:其它合理答案均可给分。)
(1)Cu(OH)2 CuO+H2O (2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ (4)Ca(HCO3)2 CaCO3+H2O+CO2↑
22、(5分,每空1分)
假设一:MnO2;H2O2;排水集气;用带火星的木条伸入试管中;带火星的木条复燃;O2;根据假设与检验的气体是否一致来判断成立或不成立。
假设二:铁粉;稀硫酸;排水(或向下排空气法);把收集满气体的试管移近酒精灯火焰(或把燃着的木条移近试管口);听到爆鸣声(或气体燃烧。火焰呈淡蓝色);H2;根据假设与检验的气体是否一致来判断成立或不成立。
23、(4分)(每空1分)有机物量=m×15/16 (180/192=15/16) (2分)
m原-m黑:24小时内浮游植物呼吸消耗氧量 (1分)
m白-m黑:24小时内植物籍光合作用制造有机物总量 (1分)
三、实验题(本题包括3个小题,共20分)
24、(5分)3;NaCl (每空1分,共2分)
验证的实验方法 可能观察到的实验现象 结论
(1)取样,加BaCl2溶液(2)另取样,加Na2SO4溶液 无沉淀现象无沉淀现象 滤液中无Na2SO4 滤液中无BaCl2 证明两者刚好完全反应
(每空1分,共3分)
25、(7分)(1) (1分)
装置(1) 装置(2) 装置(3) 装置(4)
实验现象 试管内液面上升,烧杯内液面下降(1分) 软塑料瓶变瘪(1分) 气球胀大(1分) 烧杯内的水流入锥形瓶中(1分)
产生 现象的原因 二氧化碳和氢氧化钠溶液反应,使试管内气体压强减少,液体被压入试管中(1分) 二氧化碳和氢氧化钠溶液反应,使塑料瓶内气体压强减少,大气压将软塑料瓶压瘪了(1分) 二氧化碳和氢氧化钠溶液反应,使锥形瓶内气体压强减少,大气使气球胀大(1分) 二氧化碳和氢氧化钠溶液反应,使锥形瓶内气体压强减少,大气压将液体压入锥形瓶(1分)
注:(1)~(4)只需答一题,本题共2分。
(2)二氧化碳溶解于水,使气体的量减少,也可以出现类似的现象。 (2分)
(3)往二氧化碳和氢氧化钠溶液作用后的液体中加入过量的稀盐酸,如果有无色无味的气体产生,说明二氧化碳和氢氧化钠溶液已经发生了化学反应。 (3分)
26、(8分)
(1)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑ (2分)
(2)2KClO3 2KCl+3O2↑或2H2O2 2H2O +O2↑ (1分)
a,fe,g或b,fe,g (3分)
(3)带火星的木条放在g处,若复燃证明氧气已经收集满 (1分)
(4)量筒 (1分)
四、计算题(本题包括2个小题,共9分)
27、(4分)
解:4.24g混合物中,m(C): ×12=0.24g (1分)
M(CuO):4.24g-0.24g=4g (1分)
CuO全部被还原为Cu2O的化学方程式:
4CuO+C=2Cu2O +CO2↑
4×80 2×144
4.00 x
X=3.60(g) (2分)
28、(5分)
解:0.20;0.20;0.2~0.17; Fe-Zn合金或者Cu–Fe合金 (每空1分) 18090希望对你有帮助!
2. 城市污水处理中深度处理有哪些工艺
深度处理常见的方法有以下几种。
1.1 活性炭吸附法与离子交换
活性炭是一种多孔性物质,而且易于自动控制,对水量、水质、水温变化适应性强,因此活性炭吸附法是一种具有广阔应用前景的污水深度处理技术。活性炭对分子量在500~3 000的有机物有十分明显的去除效果,去除率一般为70%~86.7%[1],可经济有效地去除嗅、色度、重金属、消毒副产物、氯化有机物、农药、放射性有机物等。
常用的活性炭主要有粉末活性炭(PAC)、颗粒活性炭(GAC)和生物活性碳(BAC)三大类。近年来,国外对PAC的研究较多,已经深入到对各种具体污染物的吸附能力的研究。淄博市引黄供水有限公司根据水污染的程度,在水处理系统中,投加粉末活性炭去除水中的COD,过滤后水的色度能降底1~2度;臭味降低到0度[2]。GAC在国外水处理中应用较多,处理效果也较稳定,美国环保署(USEPA)饮用水标准的64项有机物指标中,有51项将GAC列为最有效技术[3]。
GAC处理工艺的缺点是基建和运行费用较高,且容易产生亚硝酸盐等致癌物,突发性污染适应性差。如何进一步降低基建投资和运行费用,降低活性炭再生成本将成为今后的研究重点。BAC可以发挥生化和物化处理的协同作用,从而延长活性炭的工作周期,大大提高处理效率,改善出水水质。不足之处在于活性炭微孔极易被阻塞、进水水质的pH 适用范围窄、抗冲击负荷差等。目前,欧洲应用BAC技术的水厂已发展到70个以上,应用最广泛的是对水进行深度处理[4]。抚顺石化分公司石油三厂采用BAC技术,既节省了新鲜水的补充量,减少污水排放量,减轻水体污染,降低生产成本,还体现了经济效益和社会效益的统一[5]。今后的研究重点是降低投资成本和增加各种预处理措施与BAC联用,提高处理效果。
1.2 膜分离法
膜分离技术是以高分子分离膜为代表的一种新型的流体分离单元操作技术[6,7]。它的最大特点是分离过程中不伴随有相的变化,仅靠一定的压力作为驱动力就能获得很高的分离效果,是一种非常节省能源的分离技术。
微滤可以除去细菌、病毒和寄生生物等,还可以降低水中的磷酸盐含量。天津开发区污水处理厂采用微滤膜对SBR二级出水进行深度处理, 满足了景观、冲洗路面和冲厕等市政杂用和生活杂用的需求[8]。
超滤用于去除大分子,对二级出水的COD和BOD去除率大于50%。北京市高碑店污水处理厂采用超滤法对二级出水进行深度处理,产水水质达到生活杂用水标准,回用污水用于洗车,每年可节约用水4 700 m3[9]。
反渗透用于降低矿化度和去除总溶解固体,对二级出水的脱盐率达到90%以上,COD和BOD的去除率在85%左右,细菌去除率90%以上[10]。缅甸某电厂采用反渗透膜和电除盐联用技术,用于锅炉补给水。经反渗透处理的水,能去除绝大部分的无机盐、有机物和微生物[11]。
纳滤介于反渗透和超滤之间,其操作压力通常为0.5~1.0 MPa,纳滤膜的一个显著特点是具有离子选择性,它对二价离子的去除率高达95%以上,一价离子的去除率较低,为40%~80%[12]。潘巧明等人采用膜生物反应器-纳滤膜集成技术处理糖蜜制酒精废水取得了较好结果,出水COD小于100 mg/L,废水回用率大于80%[13]。
我国的膜技术在深度处理领域的应用与世界先进水平尚有较大差距。今后的研究重点是开发、制造高强度、长寿命、抗污染、高通量的膜材料,着重解决膜污染、浓差极化及清洗等关键问题。
1.3 高级氧化法
工业生产中排放的高浓度有机污染物和有毒有害污染物,种类多、危害大,有些污染物难以生物降解且对生化反应有抑制和毒害作用。而高级氧化法在反应中产生活性极强的自由基(如•OH等),使难降解有机污染物转变成易降解小分子物质,甚至直接生成CO2和H2O,达到无害化目的。
1.3.1 湿式氧化法
湿式氧化法(WAO)是在高温(150~350 ℃)、高压(0.5~20 MPa)下利用O2或空气作为氧化剂,氧化水中的有机物或无机物,达到去除污染物的目的,其最终产物是CO2和H2O[14]。福建炼油化工有限公司于2002年引进了WAO工艺,彻底解决了碱渣的后续治理和恶臭污染问题,而且运行成本低,氧化效率高[15]。
1.3.2 湿式催化氧化法
湿式催化氧化法(CWAO)是在传统的湿式氧化处理工艺中加入适宜的催化剂使氧化反应能在更温和的条件下和更短的时间内完成,也因此可减轻设备腐蚀、降低运行费用[16,17]。目前,建于昆明市的一套连续流动型CWAO工业实验装置,已经体现出了较好的经济性[18]。
湿式催化氧化法的催化剂一般分为金属盐、氧化物和复合氧化物3类。目前,考虑经济性,应用最多的催化剂是过渡金属氧化物如Cu、Fe、Ni、Co、Mn等及其盐类。采用固体催化剂还可避免催化剂的流失、二次污染的产生及资金的浪费。
1.3.3 超临界水氧化法
超临界水氧化法把温度和压力升高到水的临界点以上,该状态的水就称为超临界水。在此状态下水的密度、介电常数、粘度、扩散系数、电导率和溶剂化学性能都不同于普通水。较高的反应温度(400~600 ℃)和压力也使反应速率加快,可以在几秒钟内对有机物达到很高的破坏效率。
美国德克萨斯州哈灵顿首次大规模应用超临界水氧化法处理污泥,日处理量达9.8 t。系统运行证明其COD的去除率达到99.9%以上,污泥中的有机成分全部转化为CO2、H2O以及其他无害物质,且运行成本较低[19]。
1.3.4 光化学催化氧化法
目前研究较多的光化学催化氧化法主要分为Fenton试剂法、类Fenton试剂法和以TiO2为主体的氧化法。
Fenton试剂法由Fenton在20世纪发现,如今作为废水处理领域中有意义的研究方法重新被重视起来。Fenton试剂依靠H2O2和Fe2+盐生成•OH,对于废水处理来说,这种反应物是一个非常有吸引力的氧化体系,因为铁是很丰富且无毒的元素,而且H2O2也很容易操作,对环境也是安全的[20]。Fenton试剂能够破坏废水中诸如苯酚和除草剂等有毒化合物。目前国内对于Fenton试剂用于印染废水处理方面的研究很多,结果证明Fenton 试剂对于印染废水的脱色效果非常好。另外,国内外的研究还证明,用Fenton试剂可有效地处理含油、醇、苯系物、硝基苯及酚等物质的废水。
类Fenton试剂法具有设备简单、反应条件温和、操作方便等优点,在处理有毒有害难生物降解有机废水中极具应用潜力。该法实际应用的主要问题是处理费用高,只适用于低浓度、少量废水的处理。将其作为难降解有机废水的预处理或深度处理方法,再与其他处理方法(如生物法、混凝法等)联用,则可以更好地降低废水处理成本、提高处理效率,并拓宽该技术的应用范围。
光催化法是利用光照某些具有能带结构的半导体光催化剂如TiO2、ZnO、CdS、WO3等诱发强氧化自由基•OH,使许多难以实现的化学反应能在常规条件下进行。锐钛矿中形成的TiO2具有稳定性高、性能优良和成本低等特征。在全世界范围内开展的最新研究是获得改良的(掺入其他成分)TiO2,改良后的TiO2具有更宽的吸收谱线和更高的量子产生率。
1.3.5 电化学氧化法
电化学氧化又称电化学燃烧,是环境电化学的一个分支。其基本原理是在电极表面的电催化作用下或在由电场作用而产生的自由基作用下使有机物氧化。除可将有机物彻底氧化为CO2和H2O外,电化学氧化还可作为生物处理的预处理工艺,将非生物相容性的物质经电化学转化后变为生物相容性物质。这种方法具有能量利用率高,低温下也可进行;设备相对较为简单,操作费用低,易于自动控制;无二次污染等特点。
1.3.6 超声辐射降解法
超声辐射降解法主要源于液体在超声波辐射下产生空化气泡,它能吸收声能并在极短时间内崩溃释放能量,在其周围极小的空间范围内产生1 900~5 200 K的高温和超过50 MPa的高压。进入空化气泡的水分子可发生分解反应产生高氧化活性的•OH,诱发有机物降解;此外,在空化气泡表层的水分子则可以形成超临界水,有利于化学反应速度的提高。
超声波对含卤化物的脱卤、氧化效果显著,氯代苯酚、氯苯、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等含氯有机物最终的降解产物为HCl、H2O、CO、CO2等。超声降解对硝基化合物的脱硝基也很有效。添加O3、H2O2、Fenton试剂等氧化剂将进一步增强超声降解效果。超声与其他氧化法的组合是目前的研究热点,如US/O3、US/H2O2、US/Fenton、US/光化学法。目前,超声辐射降解水体污染物的研究仍处于试验探索阶段。
1.3.7 辐射法
辐射法是利用高能射线(γ、χ射线)和电子束等对化合物的破坏作用所开发的污水辐射净化法。一般认为辐射技术处理有机废水的反应机理是由于水在高能辐射的作用下产生•OH、H2O2、•HO2等高活性粒子,再由这些高活性粒子诱发反应,使有害物质降解。
辐射法对有机物的处理效率高、操作简便。该技术存在的主要难题是用于产生高能粒子的装置昂贵、技术要求高,而且该法的能耗大、能量利用率较低;此外为避免辐射对人体的危害,还需要特殊的保护措施。更多资料可登录易净水网查看。因此该法要投入运行,还需进行大量的研究探索工作。
1.4 臭氧法
臭氧具有极强的氧化性,对许多有机物或官能团发生反应,有效地改善水质。臭氧能氧化分解水中各种杂质所造成的色、嗅,其脱色效果比活性炭好;还能降低出水浊度,起到良好的絮凝作用,提高过滤滤速或者延长过滤周期。目前,由于国内的臭氧发生技术和工艺比较落后,所以运行费用过高,推广有难度。
3. 超临界流体萃取技术原理是什么他与传统提取方法相比有何优点
超临界流体萃取分离过程的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系,即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下,将超临界流体与待分离的物质接触,使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然,对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的,但可以控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,被萃取物质则完全或基本析出,从而达到分离提纯的目的,所以超临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。
超临界流体萃取与化学法萃取相比有以下突出的优点:
(1)可以在接近室温(35-40℃)及CO2气体笼罩下进行提取,有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。因此,在萃取物中保持着药用植物的全部成分,而且能把高沸点,低挥发度、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来;
(2)使用SFE是最干净的提取方法,由于全过程不用有机溶剂,因此萃取物绝无残留溶媒,同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染,是100%的纯天然;
(3)萃取和分离合二为一,当饱含溶解物的CO2-SCF流经分离器时,由于压力下降使得CO2与萃取物迅速成为两相(气液分离)而立即分开,不仅萃取效率高而且能耗较少,节约成本;
(4)CO2是一种不活泼的气体,萃取过程不发生化学反应,且属于不燃性气体,无味、无臭、无毒,故安全性好;
(5)CO2价格便宜,纯度高,容易取得,且在生产过程中循环使用,从而降低成本;
(6)压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。通过改变温度或压力达到萃取目的。压力固定,改变温度可将物质分离;反之温度固定,降低压力使萃取物分离,因此工艺简单易掌握,而且萃取速度快。