11.  (2009·安徽理综,28)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p­CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。

实验设计 控制p­CP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/103 mol·L1
H2O2
Fe2+

为以下实验作参照 
298
3
6.0
0.30

探究温度对降解反应速率的影响
 
 
 
 

 
298
10
6.0
0.30

数据处理 实验测得p­CP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(p­CP)=________mol·L1·s1

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,_______________________________。

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:________。

解析:(1)由题意可知实验①是参照实验,所以与实验①相比,实验②和③只能改变一个条件,这样才能起到对比实验的目的,则实验②是探究温度对反应速率的影响,则T=313 K,pH=3,c(H2O2)=6.0 mol·L1c(Fe2+)=0.30 mol·L1,实验③是探究pH的大小对反应速率的影响;

(2)实验①曲线中,50-150 s内。

Δc(p­CP)=1.2×103 mol·L1-0.4×103 mol·L1=0.8×103 mol·L1

所以V(p­CP)==8.0×106 mol·L1·s1

(3)在降解反应中,H2O2新产生的自由基起氧化作用,温度过高,H2O2因热稳定性差而分解,导致降解反应速率下降。

(4)由双曲线③可知,pH=10时,c(p­CP)基本不变,反应趋于停止。

(5)由(4)得到启示:在pH=10溶液中,反应速率趋于零,可将所取样加入NaOH溶液中(使pH=10)反应停止。

答案:(1)

实验
编号
实验目的
T/K
pH
c/103 mol·L1
H2O2
Fe2+

 
 
 
 
 

 
313
3
6.0
0.30

探究溶液的pH对降解反应速率的影响
 
 
 
 

(2)8.0×106 (3)过氧化氢在温度过高时迅速分解 (4)反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止) (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)

 0  7761  7769  7775  7779  7785  7787  7791  7797  7799  7805  7811  7815  7817  7821  7827  7829  7835  7839  7841  7845  7847  7851  7853  7855  7856  7857  7859  7860  7861  7863  7865  7869  7871  7875  7877  7881  7887  7889  7895  7899  7901  7905  7911  7917  7919  7925  7929  7931  7937  7941  7947  7955  447348 

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