Question

(16分)Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe^2＋浓度的废水中加入H₂O₂，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p－CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。

[实验设计] 控制p－CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298 K或313 K(其余实验条件见下表)，设计如下对比实验：

（1）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)

实验编号	实验目的	T/K	pH	c/10^－3 mol·L^－1
H2O2	Fe^2＋
①	为以下实验作参照	298	3	6.0	0.30
②	探究温度对降解反应速率的影响		3
③		298	10	6.0	0.30

[数据处理] 实验测得p－CP的浓度随时间变化的关系如上图

（2）请根据上图实验①曲线，计算降解反应50～150 s内的反应速率：v(p－CP)＝__ _____mol·L^－1·s^－1；

[解释与结论]

（3）实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。但后续研究表明：温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H₂O₂的角度分析原因：_____________；

（4）实验③得出的结论是：pH等于10时，反应           （填“能”或“不能”）进行；

[思考与交流]

（5）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：                       。

Answer

（16分，每空2分）

（1）

实验编号

实验目的

T/K

pH

c/10－3 mol·L－1

H2O2

Fe2＋

①

探究温度对降解反应速率的影响

313

6.0

0.30

③

探究溶液的pH对降解反应速率的影响

（2）8.0×10－6 （3）H2O2在温度过高时迅速分解 （4）不能

（5）在溶液中加入碱溶液，使溶液的pH大于或等于10(其他合理答案均可)

【解析】

试题分析：（1）对比实验的关键是控制变量，实验②探究温度对降解反应速率的影响，则②中除了温度不同以外，其它量必须与实验①相同，则温度、双氧水浓度、亚铁离子浓度分别为：313K、6.0、0.030；实验③中除了pH与①不同外，其它量完全相同，则探究的是溶液的pH对降解反应速率的影响；（2）根据图象可知，曲线①中在50s时的浓度为1.2×10-3mol/L，在150s时浓度为0.4×10-3mol/L，则50～150s内的平均反应速率为：v(p-CP)==8.0×10-6 mol/(L．s)；（3）温度较高时，过氧化氢不稳定易分解，所以温度过高时反而导致降解反应速率减小，故答案为：过氧化氢在温度过高时迅速分解；（4）通过图象曲线变化可知知，当pH=10，随着时间的变化，其浓度基本不变，即反应速率趋向于零（或该降解反应趋于停止），说明pH等于10时的条件下，有机物p-CP不能降解；（5）根据曲线③可以得出，该反应在pH=10的溶液中停止，故可在反应液中加入碱溶液，使溶液的pH迅速增大，从而使反应停止，故答案为：在溶液中加入碱溶液，使溶液的pH大于或等于10（其他合理答案均可）．

考点：考查化学反应速率的影响因素