(2011?内江三模)四川省盛产天然气.某研究小组研究甲烷被空气催化氧化的规律.以下是研究报告的部份内容,请你完成相关的内容:
A、提出假设.反应产物可能有:
猜想①一氧化碳;猜想②甲醇;猜想③甲醛; 猜想④甲酸;猜想⑤水;猜想⑥炭;猜想⑦二氧化碳.
B、查阅资料.①RCHO遇强碱生成RCH2OH和RC00H;②甲酸分子中含有醛基.
C、实验探究.
(一)主要药品:略
(二)实验装置:见下图(铁架台、酒精灯未画出),请在D方框内画出装有碱石灰的球形干燥管(含连接仪器)

实验操作:
序号  实验内容要点 实验现象,  结论及解释
(1) 加热后,缓慢通气体 E中澄清石灰水不变浑浊,G中澄清石灰水变浑浊 猜想
成立
(2) 将D装置取走,连接好其余装置,
继续反应
观察到E中澄清石灰水始终不
变浑浊
猜想
不成立
(3) 用pH试纸测C中混和物pH pH试纸变为
浅红或是红
浅红或是红
色,pH=3
猜想④成立.
(4) 取C中适量混和液,滴加稍过量
碳酸氢钠溶液蒸馏,取馏出物
碳酸氢钠溶液蒸馏,取馏出物
,再与银氨溶液反应
出现银镜 猜想③成立,银镜反应离子方程式为
HCHO+2[Ag(NH32]++2OH-
HCOO-+NH4++3NH3+H2O+2Ag
HCHO+2[Ag(NH32]++2OH-
HCOO-+NH4++3NH3+H2O+2Ag
交流与评价
I、研究小组甲、乙、丙、丁、戊五人有以下叙述,其中叙述正确的是
乙、丙、戊
乙、丙、戊

甲、A装置太复杂,用H装置代替  
乙、A装置虽复杂,但也不能用H装置代替
丙、B装置中的细长铁管内,将催化剂分散在SiO2中的主要目的是:增大气体和催化剂的接触面积,加快反应速度
丁、猜想⑤是不需要经过实验证明就成立的.
戊、在B和C置之间增加I装置,昉止倒吸
II、B中自动恒温电加热器可任设某一温度,若再补充部份仪器,可研究
催化剂活性最强时的温度或不同温度下甲烷的妆化率或是不同温度下的反应速率或同温度下不同催化剂的催化效果等
催化剂活性最强时的温度或不同温度下甲烷的妆化率或是不同温度下的反应速率或同温度下不同催化剂的催化效果等
(任答一点)

(13分)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+

为以下实验作参考

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p-CP的浓度随时间变化的关系如下图。

(2)请根据右上图实验①曲线,计算降解反应在50~150s内的反应速率:

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

[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:                                                                   

 

(9分)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)  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+

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内的平均反应速率;

v(p—CP)=              mol·L-1·s-1

[解释与结论]

(3)实验①、②表明温度升高,该降解反应速率增大。但温度过高时(如接近100℃)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:

                                                                            

 

 

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