Question

【題目】請(qǐng)你參與以下2個(gè)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)并回答其中的問題。

Ⅰ SO2和Cl2均能將濕潤(rùn)的有色物質(zhì)漂白成無色物質(zhì)。某興起小組為驗(yàn)證SO2和Cl2的漂白性，設(shè)計(jì)了如下方案（尾氣處理裝置未畫出）。

（1）如下圖所示，通入干燥的Cl2后，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)甲中紅色布條不褪色，乙中紅色布條褪色了，此實(shí)驗(yàn)中控制的變量是_________，該實(shí)驗(yàn)中發(fā)生了“Cl2＋H2O＝HCl＋HClO”反應(yīng)，若要說明HClO具有漂白性，需要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是__________。將乙中的布條取出烘干，發(fā)現(xiàn)未變?yōu)樵瓉淼募t色，說明HClO漂白性是_______（填“可恢復(fù)的”或“不可恢復(fù)的”）。

（2）如圖丙所示，向品紅溶液中通停止通氣體，加熱試管，發(fā)現(xiàn)試液又變?yōu)榧t色，說明SO2漂白的反應(yīng)原理與Cl2漂白的反應(yīng)原理是_____________（填“相同的”或“不同的”）

（3）如圖丁所示，將干燥的Cl2和SO2按分子數(shù)之比1:1混合，通入石蕊試液中，發(fā)現(xiàn)石蕊試液變紅，卻不褪色。試用化學(xué)反應(yīng)方程式作出解釋（已知：生成物中氯元素顯－1價(jià)，硫元素顯＋6價(jià)）：__________。

Ⅱ Fenton法常用于處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水，其原理是利用Fe2＋和H2O2的反應(yīng)產(chǎn)生能降解污染物的活性成分，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(duì)降解反應(yīng)速率的影響。

實(shí)驗(yàn)探究：控制p-CP的初始濃度相同，實(shí)驗(yàn)溫度恒定在25℃或者40℃（其余實(shí)驗(yàn)條件見下表），設(shè)計(jì)如下對(duì)比試驗(yàn)。

（1） 請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表（表中不要留空格）

實(shí)驗(yàn)測(cè)得p-CP的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖

（2）實(shí)驗(yàn)①、②表明溫度的升高，降解反應(yīng)速率_____________。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，溫度過高時(shí)，降解反應(yīng)較難發(fā)生，請(qǐng)從 Fenton法所用試劑H2O2的角度分析原因（用化學(xué)方程式解釋）：_________________________。

（3）實(shí)驗(yàn)③得出的結(jié)論是：pH等于10時(shí)，_____________________________。

（4）為測(cè)定不同時(shí)間內(nèi)有機(jī)物降解的濃度，需在不同時(shí)間從反應(yīng)器中取樣，并使所取樣品中的降解反應(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：___________________________。

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【答案】水 鹽酸和紅布條的實(shí)驗(yàn) 不可恢復(fù)的 不同的 SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl 40 3 探究pH對(duì)降解反應(yīng)速率的影響 增加 2H2O22H2O+O2↑ 反應(yīng)速率趨向于零 將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH為10

【解析】

Ⅰ（1）從Cl2與H2O 反應(yīng)生成HCIO分析；

（2）二氧化硫能夠與有色物質(zhì)化合生成無色物質(zhì)，因而具有漂白性，該無色化合物具有不穩(wěn)定性，受熱容易分解，恢復(fù)為原來的顏色；

（3）氯氣具有強(qiáng)氧化性，二氧化硫具有還原性，二者能按1：1發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成沒有漂白性的氯化氫和硫酸而使氣體失去漂白性。

Ⅱ（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）根據(jù)實(shí)驗(yàn)①②的數(shù)據(jù)來回答；

（3）（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分析；

Ⅰ（1）甲中布條是干燥的，乙中布條是濕潤(rùn)的，兩者的區(qū)別是有無水，故此實(shí)驗(yàn)中控制的變量是水；Cl2+H2OHCl+HClO，所以需要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)在一個(gè)紅色布條上滴加鹽酸，布條無變化，排除氯化氫的漂白性，就證明起漂白作用的物質(zhì)是次氯酸；將乙中的布條取出烘干，發(fā)現(xiàn)未變?yōu)樵瓉淼募t色，說明次氯酸的漂白是不可恢復(fù)的，；

故填：水；鹽酸和紅布條的實(shí)驗(yàn)；不可恢復(fù)的；

（2）向品紅溶液中通入二氧化硫，發(fā)現(xiàn)品紅褪色了，說明二氧化硫具有漂白性，原因是二氧化硫與有色物質(zhì)化合生成無色物質(zhì)，停止通氣體，加熱試管，發(fā)現(xiàn)溶液又變?yōu)榧t色，說明該無色化合物具有不穩(wěn)定性，受熱容易分解，加熱后溶液恢復(fù)顏色，說明SO2的漂白是可恢復(fù)的，與Cl2漂白的反應(yīng)原理不相同；

故填：不同的；

（3）氯化氫和硫酸沒有漂白性，氯氣有強(qiáng)氧化性，二氧化硫有還原性，二者能按1：1發(fā)生氧化還原反應(yīng)而使氣體失去漂白性，反應(yīng)方程式是SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl；

故填：SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl。

Ⅱ（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：40；3；探究pH對(duì)降解反應(yīng)速率的影響；

（2）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)速率增加；由于過氧化氫在溫度過高時(shí)易分解，反應(yīng)的方程式為：2H2O22H2O+O2↑，所以溫度過高時(shí)，降解反應(yīng)較難發(fā)生，故答案為：增加；2H2O22H2O+O2↑；

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容可以看出pH=10時(shí)，反應(yīng)速率趨向于零，故答案為：反應(yīng)速率趨向于零；

（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容可以看出，將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH為10，就可使樣品中的降解反應(yīng)立即停止下來，故答案為：將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH為10。

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實(shí)驗(yàn)編號(hào)	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>	溫度 ℃	pH	濃度/（mgL-1）
				H2O2	Fe2＋
①	為②③提供參照	25	3	204	16.8
②	探究溫度對(duì)降解反應(yīng)速率的影響	___	___	204	16.8
③	_____________________________	25	10	204	16.8

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Answer 1

【答案】水 鹽酸和紅布條的實(shí)驗(yàn) 不可恢復(fù)的 不同的 SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl 40 3 探究pH對(duì)降解反應(yīng)速率的影響 增加 2H2O22H2O+O2↑ 反應(yīng)速率趨向于零 將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH為10

【解析】

Ⅰ（1）從Cl2與H2O 反應(yīng)生成HCIO分析；

（2）二氧化硫能夠與有色物質(zhì)化合生成無色物質(zhì)，因而具有漂白性，該無色化合物具有不穩(wěn)定性，受熱容易分解，恢復(fù)為原來的顏色；

（3）氯氣具有強(qiáng)氧化性，二氧化硫具有還原性，二者能按1：1發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成沒有漂白性的氯化氫和硫酸而使氣體失去漂白性。

Ⅱ（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）根據(jù)實(shí)驗(yàn)①②的數(shù)據(jù)來回答；

（3）（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分析；

Ⅰ（1）甲中布條是干燥的，乙中布條是濕潤(rùn)的，兩者的區(qū)別是有無水，故此實(shí)驗(yàn)中控制的變量是水；Cl2+H2OHCl+HClO，所以需要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)在一個(gè)紅色布條上滴加鹽酸，布條無變化，排除氯化氫的漂白性，就證明起漂白作用的物質(zhì)是次氯酸；將乙中的布條取出烘干，發(fā)現(xiàn)未變?yōu)樵瓉淼募t色，說明次氯酸的漂白是不可恢復(fù)的，；

故填：水；鹽酸和紅布條的實(shí)驗(yàn)；不可恢復(fù)的；

（2）向品紅溶液中通入二氧化硫，發(fā)現(xiàn)品紅褪色了，說明二氧化硫具有漂白性，原因是二氧化硫與有色物質(zhì)化合生成無色物質(zhì)，停止通氣體，加熱試管，發(fā)現(xiàn)溶液又變?yōu)榧t色，說明該無色化合物具有不穩(wěn)定性，受熱容易分解，加熱后溶液恢復(fù)顏色，說明SO2的漂白是可恢復(fù)的，與Cl2漂白的反應(yīng)原理不相同；

故填：不同的；

（3）氯化氫和硫酸沒有漂白性，氯氣有強(qiáng)氧化性，二氧化硫有還原性，二者能按1：1發(fā)生氧化還原反應(yīng)而使氣體失去漂白性，反應(yīng)方程式是SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl；

故填：SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl。

Ⅱ（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：40；3；探究pH對(duì)降解反應(yīng)速率的影響；

（2）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)速率增加；由于過氧化氫在溫度過高時(shí)易分解，反應(yīng)的方程式為：2H2O22H2O+O2↑，所以溫度過高時(shí)，降解反應(yīng)較難發(fā)生，故答案為：增加；2H2O22H2O+O2↑；

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容可以看出pH=10時(shí)，反應(yīng)速率趨向于零，故答案為：反應(yīng)速率趨向于零；

（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容可以看出，將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH為10，就可使樣品中的降解反應(yīng)立即停止下來，故答案為：將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH為10。