工业上常用铁碳混合物处理含Cu2 废水获得金属铜。当保持铁屑和活性炭总质量不变时,测得废水中Cu2 浓度在不同铁碳质量比(x)条件下随时间变化的曲线如下图所示。
下列推论不合理的是
A.活性炭对Cu2 具有一定的吸附作用
B.铁屑和活性炭会在溶液中形成微电池,铁为负极
C.增大铁碳混合物中铁碳比(x),一定会提高废水中Cu2 的去除速率
D.利用铁碳混合物回收含Cu2 废水中铜的反应原理:Fe Cu2 =Fe2 Cu
【答案】C
【解析】
A、由图可知纯的活性炭铜离子的浓度减小;
B、铁与活性炭形成原电池,铁比炭活泼;
C、由图可知纯铁时去除铜离子的速率,没铁碳比为2:1时的速率快;
D、利用铁碳混合物回收含Cu2 废水中铜的反应原理是铁与铜离子发生自发的氧化还原反应。
A项,活性炭具有许多细小微孔,且表面积巨大,具有很强的吸附能力,由图像可知,Cu2 在纯活性炭中浓度减小,表明活性炭对Cu2 具有一定的吸附作用,故不选A项;
B项,铁屑和活性炭在溶液中形成微电池,其中铁具有较强的还原性,易失去电子形成Fe2 ,发生氧化反应,因此铁作负极,故不选B项;
C项,由图像可知,随着铁碳混合物中铁含量的增加至x=2:1,Cu2 的去除速率逐渐增加;但当铁碳混合物变为纯铁屑时,Cu2 的去除速率降低。当铁碳混合物中铁的含量过大时,正极材料比例降低,铁碳在废液中形成的微电池数量减少,Cu2 的去除速率会降低,因此增大铁碳混合物中铁碳比(x),不一定会提高废水中Cu2 的去除速率,故选C项;
D项,在铁碳微电池中,碳所在电极发生还原反应,Cu2 得到电子生成铜单质;因此该微电池的总反应方程式为Fe Cu2 =Fe2 Cu,故不选D项。
综上所述,本题正确答案为C。