Question

Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常先调节好Fe²⁺等离子的浓度，再向废水中加入H₂O₂，所产生的羟基自由基（Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+OH^-+HO?）能氧化降解污染物．如：降解废水中丙二醇（分子式C₃H₈O₂）的反应为：C₃H₈O₂+8H₂O₂

FeSO4

3CO₂+12H₂O．降解过程中主要副反应有：Fe²⁺+HO?→Fe³⁺+OH^-、HO?+H⁺+e^-→H₂O．
（1）用Fenton法降解废水中丙二醇时，H₂O₂与丙二醇物质的量比为8：1时降解效果最好，选择H₂O₂与丙二醇物质的量比为8：1的理由是

 

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（2）H₂O₂浓度的增加有利于产生更多的HO?，降解速率增加，但实际操作中H₂O₂的浓度一不宜过大，其原因是

 

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（3）降解时Fe²⁺浓度过高时，降解速率反而减小的原因是

 

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（4）降解速率随着温度的变化如图所示，温度过高时，降解速率下降的原因可能是

 

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（5）你认为用Fenton法降解废水中丙二醇时还应该注意要控制的条件是

 

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（6）用Fenton法处理废水还可以同时起到净化水质的作用，其原因是：

 

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Answer 1

考点：塑料的老化和降解

专题：信息给予题

分析：（1）根据用H₂O₂降解废水中丙二醇的反应方程式分析解答；
（2）根据Fenton法处理含难降解有机物的工业废水的原理以及副反应分析解答；
（3）根据降解过程中主要副反应有：Fe²⁺+HO?→Fe³⁺+OH^-、HO?+H⁺+e^-→H₂O以及平衡移动原理分析解答；
（4）根据过氧化氢在高温时易分解分析解答；
（5）根据氧化降解程度与溶液的酸碱性有关分析；
（6）用Fenton法处理废水产物中的铁离子水解生成胶体可净水；

解答： 解：（1）根据题干信息：用H₂O₂降解废水中丙二醇的反应为：C₃H₈O₂+8H₂O₂

FeSO4

3CO₂+12H₂O，所以1molC₃H₈O₂完全分解所需H₂O₂理论量为8，用Fenton法降解废水中丙二醇时，H₂O₂与丙二醇物质的量比为8：1时降解效果最好，
故答案为：1molC₃H₈O₂完全分解所需H₂O₂理论量为8；
（2）Fenton法处理含难降解有机物的工业废水的原理为：Fe²⁺与H₂O₂作用，所产生的羟基自由基（Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+OH^-+HO?）能氧化降解污染物，降解过程中主要副反应有：Fe²⁺+HO?→Fe³⁺+OH^-、HO?+H⁺+e^-→H₂O，H₂O₂浓度的增加有利于产生更多的HO?，但过多的HO?来不及氧化丙二醇，会被副反应Fe²⁺+HO?→Fe³⁺+OH^-消耗掉，所以实际操作中H₂O₂的浓度一不宜过大，
故答案为：过多的HO?来不及氧化丙二醇，会被副反应Fe²⁺+HO?→Fe³⁺+OH^-消耗掉；
（3）降解过程中主要副反应有：Fe²⁺+HO?→Fe³⁺+OH^-、HO?+H⁺+e^-→H₂O，降解时Fe²⁺浓度过高时，对于副反应而言，反应物浓度增大，消耗更多的HO?，导致降解速率减小，
故答案为：Fe²⁺浓度过高会加剧副反应Fe²⁺+HO?→Fe³⁺+OH^-，消耗更多的HO?，导致降解速率减小；
（4）温度较高时，过氧化氢不稳定易分解，降低了HO?的产生速率，所以温度过高时反而导致降解反应速率减小，
故答案为：当温度过高时，加速了H₂O₂分解，降低了HO?的产生速率；
（5）降解过程中主要反应有：Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+OH^-+HO?、HO?+H⁺+e^-→H₂O，用Fenton法降解废水中丙二醇时还应该注意要控制溶液的PH，
故答案为：溶液的PH；
（6）用Fenton法处理废水产物中的铁离子，铁离子水解Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）_{3（胶体）}+3H⁺，生成胶体可吸附水中的悬浮物净水，
故答案为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）_{3（胶体）}+3H⁺；

点评：本题考查Fenton法处理含难降解有机物的工业废水的原理，紧扣题干中题干的Fenton法处理含难降解有机物的工业废水的原理是解答的关键，题目难度中等．