【題目】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pHFe2+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,羥基自由基的產(chǎn)生與溶液pH大小有關(guān)。現(xiàn)運(yùn)用該方法降解有機(jī)污染物p-CP,探究有關(guān)因素對該降解反應(yīng)速率的影響。

(實驗過程)

用圖所示裝置進(jìn)行如下表所示的實驗,控制p-CP的初始濃度相同,其余實驗條件見下表,設(shè)計如下對比實驗,最終測量的是p-CP濃度的改變量。

(實驗數(shù)據(jù))

實驗編號

H2O2溶液

Fe2+溶液

蒸餾水

pH

溫度

c/(10-3mol·L-1)

V/mL

c/(10-3mol·L-1)

V/mL

V/mL

T/K

6.0

1.5

0.30

3.5

10

3

298

6.0

1.5

0.30

3.5

10

3

313

6.0

3.5

0.30

3.5

x

3

298

6.0

1.5

0.30

4.5

9

3

298

6.0

1.5

0.30

3.5

10

10

298

2實驗測得p-CP的濃度隨時間的變化

(分析與解釋)

(1)實驗③中,x=________。

(2)實驗①、⑤的目的是________。

(3)實驗①、②表明溫度升高,降解反應(yīng)速率增大。但溫度過高是反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速率減少,從Fenton法所用試劑H2O2性質(zhì)的角度分析原因_____(請用化學(xué)用語解答)。

(4)通過實驗⑤可以得出結(jié)論是是pH等于10時,降解反應(yīng)趨于停止,推測可能的原因:__。

【答案】8 探究pHP-CP降解速率的影響 溫度高H2O2分解 pH=10時, Fe2+H2O2反應(yīng)生成的Fe(OH)3,催化作用降低,抑制了羥基自由基產(chǎn)生的,進(jìn)而無法氧化降解污染物

【解析】

實驗①為對照組,實驗②是探究溫度對降解速率的影響,實驗③、④是探究濃度對降解速率的影響,實驗⑤是探究pH對降解速率的影響。

(1)實驗①為對照組,實驗②是探究溫度對降解速率的影響,實驗③是探究濃度對降解速率的影響,應(yīng)保持單一變量,溶液總體積應(yīng)為15mL,故x=8,本題答案為:8

(2)實驗①、⑤所加試劑的體積、濃度均相同,只有pH不同,故實驗①、⑤是探究pHP-CP降解速率的影響,本題答案為:探究pHP-CP降解速率的影響;

(3)反應(yīng)溫度在較低范圍時,隨著溫度升高,過氧化氫產(chǎn)生羥基自由基的速率增加,使P-CP降解速率提高;反應(yīng)溫度過高時,過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣,幾乎不產(chǎn)生羥基自由基,導(dǎo)致P-CP降解速率減少,故本題答案為:溫度高H2O2分解

(4)由圖中曲線可以看出,在pH等于10時,P-CP的濃度幾乎沒有變化,說明pH=10時,該降解反應(yīng)趨于停止,是因為在堿性較強(qiáng)的時候,Fe2+H2O2反應(yīng)生成的Fe(OH)3,催化作用降低,抑制了羥基自由基產(chǎn)生的,故本題答案為:pH=10時, Fe2+H2O2反應(yīng)生成的Fe(OH)3,催化作用降低,抑制了羥基自由基產(chǎn)生的,進(jìn)而無法氧化降解污染物。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Na2S可用于制造硫化染料、沉淀水體中的重金屬等。

(1)Na2S溶液中S2-水解的離子方程式為_________

(2)室溫時,幾種重金屬離子的硫化物的溶度積常數(shù)如下表:

金屬硫化物

FeS

PbS

CuS

HgS

Ksp

6.3×1018

1.0×1028

6.3×1036

1.6×1052

①向物質(zhì)的量濃度相同的Fe2+Pb2+、Cu2+、Hg2+的混合稀溶液中,逐滴加入Na2S稀溶液,首先沉淀的離子是____。

②用Na2S溶液沉淀廢水中Pb2+,為使Pb2+沉淀完全[c(Pb2)≤1×10-6mol/L],則應(yīng)滿足溶液中c(S2-)≥_____mol/L。

③反應(yīng)Cu2+(aq)+FeS(s)Fe2+(aq)+CuS(s)的平衡常數(shù)K=_______。

(3)測定某Na2SNaHS混合樣品中兩者含量的實驗步驟如下:

步驟1.準(zhǔn)確稱取一定量樣品于燒杯中,加入少量蒸餾水溶解,轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中定容。

步驟2.準(zhǔn)確移取25.00mL上述溶液于錐形瓶中,加入茜素黃GG-百時香酚藍(lán)混合指示劑,用0.2500mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(Na2S+HCl=NaHS+NaCl)至終點(diǎn),消耗鹽酸24.00mL;向其中再加入5mL中性甲醛(NaHS+HCHO+H2O→NaOH+HSCH2OH)3滴酚酞指示劑,繼續(xù)用0.2500mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(NaOH+HCl=NaCl+H2O)至終點(diǎn),又消耗鹽酸34.00mL。

計算原混合物中Na2SNaHS的物質(zhì)的量之比(寫出計算過程)___________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖是實驗室制取SO2并驗證SO2某些性質(zhì)的裝置圖。若觀察到裝置④中的有淡黃色沉淀生成,⑤中的溴水褪色(已知因含有Br2而溴水呈紅棕色),請回答:

1)①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____

2)③的實驗現(xiàn)象是_____,證明SO2_____性。

3)④中SO2_____劑。

4)⑤中反應(yīng)生成兩種強(qiáng)酸,該反應(yīng)的離子方程式是_____。

5)⑥的作用是_____

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】原電池是化學(xué)電源的雛形。若保持如圖所示原電池的電池反應(yīng)不變,下列說法正確的是

A. Zn可以換成Fe

B. Cu可以換成石墨

C. 稀H2SO4可以換成蔗糖溶液

D. 稀H2SO4可以換成CuSO4溶液

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)有反應(yīng):①NaOHHCl=NaClH2O, ②FeH2SO4=FeSO4H2

回答下列問題:

(1)兩反應(yīng)中屬于氧化還原反應(yīng)的是_____(填序號,下同),能設(shè)計成原電池的是___。

(2)Fe—Cu原電池的裝置如圖所示。

鐵作_____(正極負(fù)極”),溶液中H____(”)電極方向移動。

②正極的現(xiàn)象是________,負(fù)極的電極反應(yīng)式為________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】中國研究人員研制出一種新型復(fù)合光催化劑,利用太陽光在催化劑表面實現(xiàn)高效分解水,其主要過程如下圖所示。

已知:幾種物質(zhì)中化學(xué)鍵的鍵能如下表所示。

化學(xué)鍵

H2OH—O

O2OO

H2H—H

H2O2O—O

H2O2O—H

鍵能kJ/mol

463

496

436

138

463

若反應(yīng)過程中分解了2 mol水,則下列說法不正確的是

A. 總反應(yīng)為2H2O2H2↑+O2

B. 過程I吸收了926 kJ能量

C. 過程II放出了574 kJ能量

D. 過程Ⅲ屬于放熱反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】[化學(xué)——選修2:化學(xué)與技術(shù)]

高錳酸鉀()是一種常用氧化劑,主要用于化工、防腐及制藥工業(yè)等。以軟錳礦(主要成分為MnO2)為原料生產(chǎn)高錳酸鉀的工藝路線如下:

回答下列問題:

1)原料軟錳礦與氫氧化鉀按1∶1的比例在烘炒鍋中混配,混配前應(yīng)將軟錳礦粉碎,其作用是 。

2平爐中發(fā)生的化學(xué)方程式為 。

3平爐中需要加壓,其目的是 。

4)將K2MnO4轉(zhuǎn)化為KMnO4的生產(chǎn)有兩種工藝。

①“歧化法是傳統(tǒng)工藝,即在K2MnO4溶液中通入CO2氣體,使體系呈中性或弱堿性,K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng),反應(yīng)中生成K2MnO4,MnO2 (寫化學(xué)式)。

②“電解法為現(xiàn)代工藝,即電解K2MnO4水溶液,電解槽中陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為

,陰極逸出的氣體是 。

③“電解法歧化法中,K2MnO4的理論利用率之比為 。

5)高錳酸鉀純度的測定:稱取1.0800 g樣品,溶解后定容于100 mL容量瓶中,搖勻。取濃度為0.2000 mol·L1H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的體積為24.48 mL,該樣品的純度為

(列出計算式即可,已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】混合動力汽車(HEV)中使用了鎳氫電池,其工作原理如圖所示:其中M為儲氫合金,為吸附了氫原子的儲氫合金,溶液作電解液。關(guān)于鎳氫電池,下列說法正確的是( )

A.充電時,陰極附近降低

B.發(fā)電機(jī)工作時溶液中向甲移動

C.放電時正極反應(yīng)式為:

D.電極總反應(yīng)式為:

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】丁子香酚可用于制備殺蟲劑和防腐劑,結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列說法中,不正確的是

A. 丁子香酚分子中的含氧官能團(tuán)是羥基和醚鍵

B. 1 mol 丁子香酚與足量氫氣加成時,最多能消耗 4 mol H2

C. 1mol丁子香酚與濃溴水反應(yīng),最多消耗 2 mol Br2

D. 丁子香酚能使酸性 KMnO4 溶液褪色,可證明其分子中含有碳碳雙鍵

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