Question

7．控制一定条件，Fe²⁺、H₂O₂能用于处理含某类有机污染物（用p-CP表示）的废液．某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，对该反应中的“一定条件”进行如下的探究．
探究活动一：Fe²⁺、H₂O₂处理有机废液的可行性实验
取一定量已知p-CP含量的有机废液（15℃，下称试样），进行如下实验：

（1）若步骤①测得试样的pH大于7，则步骤③中欲使试样的pH小于7，可加入b（填标号）．
a．NaOH溶液        b．稀HCl           c．NaCl溶液        d．水
（2）步骤④有多个反应发生，其中产生氧气的化学方程式为2H₂O₂═2H₂O+O₂↑．
（3）实验测得试样中p-CP的含量明显减少．请设计一个对比实验证明试样中p-CP含量的减少与产生氧气的反应无关：取样，加入MnO₂和H₂O₂溶液，测得p-CP含量没有变化（或取样，通入氧气，测得p-CP含量没有变化）．
探究活动二：影响Fe²⁺、H₂O₂处理有机废液的因素探究
将四份相同的试样，控制不同的实验条件（即调节温度为25℃或40℃、pH为10或3），加入Fe²⁺和H₂O₂溶液，分别测定试样中p-CP含量随时间的变化情况，所得数据如下表示．

实验编号	温度/℃	pH	测得p-CP的含量随时间变化的关系图
a	25	10
b	25	3
c	40	3
d	40	10

（4）为探究pH对Fe²⁺、H₂O₂处理p-CP的反应快慢影响，可比较实验a（填实验编号，下同）和b或c和d．从两组实验对比中得到的结论是pH越小，Fe²⁺、H₂O₂处理p-CP的反应速率越快；．
（5）比较实验b和c，可以得到的结论是温度越高，Fe²⁺、H₂O₂处理p-CP的反应速率越快．
（6）实验a和d说明pH=10时，Fe²⁺、H₂O₂处理p-CP的反应不发生．
（7）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中反应立即停止下来．根据实验获得的结论，写出一种迅速停止反应的方法：往样品中加入氢氧化钠使溶液的pH等于10（或快速降温）．

Answer 1

分析 （1）根据pH大于7溶液显碱性，欲使试样的pH小于7，应加入酸性物质解答；
（2）根据反应原理写出反应的化学方程式解答；
（3）根据通入氧气，测得p-CP含量没有变化解答；
（4）对比实验的基本思想是控制变量法，可以在温度相同时，变化浓度，或者在浓度相等时，变化温度；
（5）根据实验bc的数据来回答；
（6）根据实验数据内容进行分析；
（7）根据实验数据内容进行分析．

解答 解；
（1）pH大于7溶液显碱性，欲使试样的pH小于7，应加入酸性物质，NaOH溶液显碱性，稀HCl 呈酸性，NaCl溶液和水呈中性，故选b；
（2）步骤④有多个反应发生，其中产生氧气的化学方程式为：2H₂O₂═2H₂O+O₂↑．
（3）取样，加入MnO₂和H₂O₂溶液，测得p-CP含量没有变化（或取样，通入氧气，测得p-CP含量没有变化），说明试样中p-CP含量的减少与产生氧气的反应无关；
（4）对比实验的基本思想是控制变量法，为探究pH对Fe²⁺、H₂O₂处理p-CP的反应快慢影响，可比较实验a和b或c或d．从两组实验对比中得到的结论是
pH越小，Fe²⁺、H₂O₂处理p-CP的反应速率越快；
（5）比较实验b和c，可以得到的结论是温度越高，Fe²⁺、H₂O₂处理p-CP的反应速率越快；
（6）实验a和d说明pH=10时，Fe²⁺、H₂O₂处理p-CP的反应不发生；
（7）根据实验数据内容可以看出，将所取样品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH为10，就可使样品中的降解反应立即停止下来．
答案：（化学方程式（3分），第（3）小题（2分），余每空1分）
（1）b；
（2）2H₂O₂═2H₂O+O₂↑；
（3）取样，加入MnO₂和H₂O₂溶液，测得p-CP含量没有变化（或取样，通入氧气，测得p-CP含量没有变化）；
（4）ab；cd；pH越小，Fe²⁺、H₂O₂处理p-CP的反应速率越快；
（5）温度越高，Fe²⁺、H₂O₂处理p-CP的反应速率越快；
（6）pH=10时，Fe²⁺、H₂O₂处理p-CP的反应不发生；
（7）往样品中加入氢氧化钠使溶液的pH等于10（或快速降温）．

点评 本题考查学生化学平衡状态以及化学反应速率知识，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大．