Question

（2011?平頂山二模）Fenton法常用于處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水．通常是在調(diào)節(jié)好pH和Fe²⁺濃度的廢水中加入H₂O₂，所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物．現(xiàn)運(yùn)用該方法降解有機(jī)污染物p-CP，試探究有關(guān)因素對(duì)該降解反應(yīng)速率的影響．
實(shí)驗(yàn)中控制p-CP的初始濃度相同，恒定實(shí)驗(yàn)溫度在298K或313K（其余實(shí)驗(yàn)條件見下表）設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)．

（1）請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表（表中不要留空格）．（數(shù)據(jù)處理）實(shí)驗(yàn)
（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)得p-CP的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如右上圖所示．
a．請(qǐng)根據(jù)右上圖實(shí)驗(yàn)①曲線，計(jì)算降解反應(yīng)在50-300s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（p-CP）=

4.8×10^-6mol?L^-1?s^-1

，以及300s時(shí)p-CP的降解率．

80%

．
b．實(shí)驗(yàn)①②表明溫度升高，降解反應(yīng)速率

增大

．
c．實(shí)驗(yàn)③得出的結(jié)論是：pH=10時(shí)，

降解速率為零

．
（3）可通過反應(yīng)Fe³⁺+SCN^-  Fe（SCN）²⁺來檢驗(yàn)反應(yīng)是否產(chǎn)生鐵離子．已知在一定溫度下該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)c（Fe³⁺）=0.04mol?L^-1，c（SCN^-）=0.1mol?L^-1，c[Fe（SCN）²⁺]=0.68mol?L^-1．則此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

170

．

Answer 1

分析：（1）對(duì)比實(shí)驗(yàn)的基本思想是控制變量法，可以在溫度相同時(shí)，變化濃度，或者在濃度相等時(shí)，變化溫度；
（2）a、根據(jù)反應(yīng)速率公式v=

△c

t

，降解率=

變化量

初始量

×100%來計(jì)算；
b、根據(jù)實(shí)驗(yàn)①②的數(shù)據(jù)來回答；
c、在pH=10時(shí)，根據(jù)降解率=

變化量

初始量

×100%來分析；
（3）反應(yīng)Fe³⁺+SCN^- Fe（SCN）²⁺的平衡常數(shù)K=

[Fe(SCN)2+]

[Fe3+][SCN-]

來計(jì)算．

解答：解；（1）對(duì)比實(shí)驗(yàn)的基本思想是控制變量法，溫度相同時(shí)，變化濃度，在濃度相等時(shí)，變化溫度，故答案為：313；3；6.0；0.30；探究pH對(duì)降解速率的影響；
（2）a．應(yīng)在50-300s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（p-CP）=

△c

t

=

(1.6mol/L-0.4mol/L)×10-3

250s

=4.8×10^-6 mol?L^-1?s^-1，300s時(shí)p-CP的降解率=

2mol/L-0.4mol/L

2mol/L

×100%=80%，故答案為：4.8×10^-6mol?L^-1?s^-1；80%；
b．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容可以看出溫度升高，降解反應(yīng)速率增大，故答案為：增大；
c．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容可以看出pH=10時(shí)，降解速率為零，故答案為：零；
（3）反應(yīng)Fe³⁺+SCN^- Fe（SCN）²⁺的平衡常數(shù)K=

[Fe(SCN)2+]

[Fe3+][SCN-]

=

0.68

0.04×0.1

=170{L/mol）
故答案為：170．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生化學(xué)平衡狀態(tài)以及化學(xué)反應(yīng)速率知識(shí)，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，難度較大．