Question

 

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�，F(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)該降解反應(yīng)速率的影響。

[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]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) 編號(hào)	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>	T/K	PH	c/10-3mol·L-1
H2O2	Fe2+
①	為以下實(shí)驗(yàn)作參考	298	3	6.0	0.30
②	探究溫度對(duì)降解反應(yīng)速率的影響
③		298	10	6.0	0.30

 

[數(shù)據(jù)處理]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。

（2）請(qǐng)根據(jù)右上圖實(shí)驗(yàn)①曲線，計(jì)算降解反應(yīng)在50~150s內(nèi)的反應(yīng)速率：

（p-CP）=                     mol·L^-1·s^-1

[解釋與結(jié)論]

（3）實(shí)驗(yàn)①、②表明溫度升高，降解反應(yīng)速率增大。但溫度過高時(shí)反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速率減小，請(qǐng)從Fenton法所用試劑H₂O₂的角度分析原因：                            。

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

[思考與交流]

（5）實(shí)驗(yàn)時(shí)需在不同時(shí)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

（2）8.0×10^-6

(3)過氧化氫在溫度過高時(shí)迅速分解。

（4）反應(yīng)速率趨向于零（或該降解反應(yīng)趨于停止）

（5）將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH約為10（或?qū)⑺�取樣品驟冷等其他合理答案均可）

 

解析:(1)實(shí)驗(yàn)①是參照實(shí)驗(yàn)，所以與實(shí)驗(yàn)①相比，實(shí)驗(yàn)②和③只能改變一個(gè)條件，這樣才能起到對(duì)比實(shí)驗(yàn)的目的，則實(shí)驗(yàn)②是探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，則T=313K，pH=3，c(H₂O₂)=6.0 mol·L^-1，c(Fe^2＋)=0.30 mol·L^-1，實(shí)驗(yàn)③顯然是探究pH的大小對(duì)反應(yīng)速率的影響；（2）在50～150s內(nèi)，△c(p-CP)=0.8mol·L^-1，則v (p-CP)=0.08mol·L^-1·s^-1；（3）溫度過高時(shí)，H₂O₂分解，c(H₂O₂)濃度減小，導(dǎo)致反應(yīng)速率減小；（4）從圖中看出，pH=10時(shí)，c(p-CP)不變，即反應(yīng)速率為零，說明堿性條件下，有機(jī)物p-CP不能降解；（5）從第（4）可以得出，在發(fā)言液中加入NaOH溶液，使溶液的pH迅速增大，反應(yīng)停止。