具有十八面體結(jié)構(gòu)的Ag3PO4晶體是一種高效光催化劑,可用于實現(xiàn)“碳中和”,也可用于降解有機污染物。
Ⅰ.配位-沉淀法制備Ag3PO4高效光催化劑
已知:?。瓵g3PO4難溶于水,可溶于硝酸;
ⅱ.Ag3PO4沉淀的生成速率會影響其結(jié)構(gòu)和形貌,從而影響其光催化性能;
ⅲ.銀氨溶液中存在:Ag(NH3)2+?Ag++2NH3。
(1)配制銀氨溶液時的反應現(xiàn)象是 先產(chǎn)生沉淀,繼續(xù)滴加氨水,溶液變澄清先產(chǎn)生沉淀,繼續(xù)滴加氨水,溶液變澄清。
(2)加入Na2HPO4制備Ag3PO4的離子方程式是 3Ag(NH3)+2+HPO2-4+OH-=6NH3+Ag3PO4↓+H2O3Ag(NH3)+2+HPO2-4+OH-=6NH3+Ag3PO4↓+H2O。
(3)AgNO3和Na3PO4在溶液中反應也可制得Ag3PO4固體,但制得的Ag3PO4固體光催化性能極差。從速率角度解釋其原因:AgNO3和Na3PO4溶液中c(Ag+)和c(PO3-4)較大,沉淀反應速率快,不利于生成具有十八面體結(jié)構(gòu)的Ag3PO4晶體,影響其結(jié)構(gòu)和形貌及光催化性能AgNO3和Na3PO4溶液中c(Ag+)和c(PO3-4)較大,沉淀反應速率快,不利于生成具有十八面體結(jié)構(gòu)的Ag3PO4晶體,影響其結(jié)構(gòu)和形貌及光催化性能。
Ⅱ.Ag3PO4光催化劑的使用和再生
已知:Ag3PO4晶體在光照條件下發(fā)揮催化作用時,首先引發(fā)以下反應:2H2O+4[Ag3PO4]⊕ 可見光 O2+4H++4Ag3PO4,CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O,則由CO2制備甲醇的總反應的化學方程式為 2CO2+4H2OAg3PO4 可見光
2CH3OH+3O22CO2+4H2OAg3PO4 可見光
2CH3OH+3O2。
(5)Ag3PO4光催化降解RhB(代表有機污染物),RhB被氧化成CO2和H2O。a的后續(xù)反應O2+e-=O-2,H2O+[Ag3PO4]⊕=H++?OH+Ag3PO4,??????
注:Ag3PO4在該催化過程中可能發(fā)生光腐蝕,生成單質(zhì)銀,影響其光催化性能。
用Ag3PO4依次降解三份相同的廢水,測得3次降解過程中RhB的殘留率(c/co:即時濃度與起始濃度之比)隨時間變化的曲線如圖。
①下列說法正確的是 abcabc(填字母序號)。
a.?OH和O-2是降解RhB的重要氧化劑
b.第1次使用后Ag3PO4的光催化性能降低
c.該實驗條件下,Ag3PO4使用兩次即基本失效
②第1次光降解時,0~25min內(nèi)的反應速率為 31250M31250Mmol/(L?min)(廢水中RhB初始濃度c0為100mg/L,RhB的摩爾質(zhì)量為Mg/mol)。
3
A
g
(
N
H
3
)
+
2
+
HP
O
2
-
4
+
O
H
-
=
6
N
H
3
+
A
g
3
P
O
4
↓
+
H
2
O
3
A
g
(
N
H
3
)
+
2
+
HP
O
2
-
4
+
O
H
-
=
6
N
H
3
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A
g
3
P
O
4
↓
+
H
2
O
c
(
P
O
3
-
4
)
c
(
P
O
3
-
4
)
可見光
2
C
O
2
+
4
H
2
O
A g 3 P O 4 |
可見光 |
2
C
H
3
OH
+
3
O
2
2
C
O
2
+
4
H
2
O
A g 3 P O 4 |
可見光 |
2
C
H
3
OH
+
3
O
2
O
-
2
O
-
2
3
1250
M
3
1250
M
【答案】先產(chǎn)生沉淀,繼續(xù)滴加氨水,溶液變澄清;;AgNO3和Na3PO4溶液中c(Ag+)和較大,沉淀反應速率快,不利于生成具有十八面體結(jié)構(gòu)的Ag3PO4晶體,影響其結(jié)構(gòu)和形貌及光催化性能;
;abc;
3
A
g
(
N
H
3
)
+
2
+
HP
O
2
-
4
+
O
H
-
=
6
N
H
3
+
A
g
3
P
O
4
↓
+
H
2
O
c
(
P
O
3
-
4
)
2
C
O
2
+
4
H
2
O
A g 3 P O 4 |
可見光 |
2
C
H
3
OH
+
3
O
2
3
1250
M
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:25引用:2難度:0.6
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