Question

【題目】Fenton法常用于處理含難降解有機物的工業(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)運用該方法降解有機污染物p﹣CP，探究有關(guān)因素對該降解反應(yīng)速率的影響． [實驗設(shè)計]控制p﹣CP的初始濃度相同，恒定實驗溫度在298K或313K（其余實驗條件見下表），設(shè)計如下對比實驗：
（1）請完成以下實驗設(shè)計表：（表中不要留空格）

實驗編號	實驗?zāi)康?/span>	T/K	pH	c/10﹣3 molL﹣1
				H2O2	Fe2+
①	為以下實驗作參照	298	3	6.0	0.30
②	探究溫度對降解反應(yīng)速率的影響		3
③		298	10	6.0	0.30

（2）[數(shù)據(jù)處理]實驗測得p﹣CP的濃度隨時間變化的關(guān)系如圖：
請根據(jù)上圖實驗①曲線，計算降解反應(yīng)50～150s內(nèi)的反應(yīng)速率：v（p﹣CP）=molL﹣1s﹣1；
（3）[解釋與結(jié)論] 實驗①、②表明溫度升高，降解反應(yīng)速率增大．但后續(xù)研究表明：溫度過高時反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速率減小，請從Fenton法所用試劑H2O2的角度分析原因：；
（4）實驗③得出的結(jié)論是：pH等于10時，反應(yīng)（填“能”或“不能”）進行；
（5）[思考與交流] 實驗時需在不同時間從反應(yīng)器中取樣，并使所取樣品中的反應(yīng)立即停止下來．根據(jù)上圖中的信息，給出一種迅速停止反應(yīng)的方法： ．

Answer 1

【答案】
（1）313；6.0；0.30；探究溶液的pH對降解反應(yīng)速率的影響
（2）8.0×10﹣6
（3）過氧化氫在溫度過高時迅速分解
（4）不能
（5）在溶液中加入堿溶液,使溶液的pH大于或等于10
【解析】解：（1）對比實驗的關(guān)鍵是控制變量，實驗②探究溫度對降解反應(yīng)速率的影響，則②中除了溫度不同以外，其它量必須與實驗①相同，則溫度、雙氧水濃度、亞鐵離子濃度分別為：313K、6.0、0.30；實驗③中除了pH與①不同外，其它量完全相同，則探究的是溶液的pH對降解反應(yīng)速率的影響，

所以答案是：

實驗編號	實驗?zāi)康?/span>	T/K	pH	c/10﹣3 molL﹣1
				H2O2	Fe2+
②	探究溫度對降解反應(yīng)速率的影響	313		6.0	0.30
③	探究溶液的pH對降解反應(yīng)速率的影響

;（2）根據(jù)圖象可知，曲線①中在50s時的濃度為1.2×10﹣3mol/L，在150s時濃度為0.4×10﹣3mol/L，則50～150s內(nèi)的平均反應(yīng)速率為：v（p﹣CP）= = =8.0×10﹣6 molL﹣1s﹣1，

所以答案是：8.0×10﹣6；（3）溫度較高時，過氧化氫不穩(wěn)定易分解，所以溫度過高時反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速率減小，

所以答案是：過氧化氫在溫度過高時迅速分解；（4）通過圖象曲線變化可知，當(dāng)pH=10，隨著時間的變化，其濃度基本不變，即反應(yīng)速率趨向于零（或該降解反應(yīng)趨于停止），說明pH等于10時的條件下，有機物p﹣CP不能降解，

所以答案是：不能；（5）根據(jù)曲線③可以得出，該反應(yīng)在pH=10的溶液中停止，故可在反應(yīng)液中加入堿溶液，使溶液的pH迅速增大，從而使反應(yīng)停止，

所以答案是：在溶液中加入堿溶液，使溶液的pH大于或等于10．