Question

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Fe²⁺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298K或313K（其余实验条件见下表），设计如下对比试验。

（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/10-3mol·L-1
H2O2	Fe2+
①	为以下实验作参考	298	3	6.0	0.30
②	探究温度对降解反应速率的影响
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下图。

（2）请根据上图实验①曲线，计算降解反应在50~150s内的反应速率：

υ（p-CP）=             mol·L^-1·s^-1

（3）实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。但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，                                    。

（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 1

【答案】

（1）（4分）

（2）8.0×10^-6（2分）

（3）过氧化氢在温度过高时迅速分解。（2分）

（4）反应速率趋向于零（或该降解反应趋于停止）（2分）

（5）将所取样品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH约为10（或将所取样品骤冷等其他合理答案均可）（2分）

【解析】

试题分析：（1）对比实验的基本思想是控制变量法，温度相同时，变化浓度，在浓度相等时，变化温度，

（2）v===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）通过图片知，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），故答案为：反应速率趋向于零（或该降解反应趋于停止）；

（5）根据图中信息知，要想使反应停止，可以采取降低温度或改变溶液pH的方法，

考点：探究影响化学反应速率的因素