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(17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:

(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:                                     

 

(1)

实验编号

实验目的

T/K

PH

c/10-3mol?L-1

H2O2

Fe2+

 

 

 

 

 

 

313

3

6.0

0.30

探究实验的对PH降解反应速率的影响

 

 

 

 

(2)8.0×10-6

(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)

解析:

(1)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=313K,pH=3,c(H2O2)=6.0 mol?L-1c(Fe2)=0.30 mol?L-1,实验③显然是探究pH的大小对反应速率的影响;

(2)在50~150s内,△c(p-CP)=0.8mol?L-1,则v (p-CP)=0.08mol?L-1?s-1

(3)温度过高时,H2O2分解,c(H2O2)浓度减小,导致反应速率减小;

(4)从图中看出,pH=10时,c(p-CP)不变,即反应速率为零,说明碱性条件下,有机物p-CP不能降解;

(5)从第(4)可以得出,在发言液中加入NaOH溶液,使溶液的pH迅速增大,反应停止。

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2009?安徽)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 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298 K或313 K(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
H2O Fe2-
(1) 为以下实验作参照 298 3 6.0 0.30
(2) 探究温度对降解反应速的影响率
(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图.

(2)请根据如图实验①曲线,计算降解反应在50~150s内的反应速率:(p-CP)=
8.0×10-6
8.0×10-6
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:
过氧化氢在温度过高时迅速分解
过氧化氢在温度过高时迅速分解

(4)实验③得出的结论是:
反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止)
反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止)
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:
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
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

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科目:高中化学 来源: 题型:

(2011?平顶山二模)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,试探究有关因素对该降解反应速率的影响.
实验中控制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)设计如下对比实验.

(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格).(数据处理)实验
(2)实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如右上图所示.
a.请根据右上图实验①曲线,计算降解反应在50-300s内的平均反应速率v(p-CP)=
4.8×10-6mol?L-1?s-1
4.8×10-6mol?L-1?s-1
,以及300s时p-CP的降解率.
80%
80%

b.实验①②表明温度升高,降解反应速率
增大
增大

c.实验③得出的结论是:pH=10时,
降解速率为零
降解速率为零

(3)可通过反应Fe3++SCN-  Fe(SCN)2+来检验反应是否产生铁离子.已知在一定温度下该反应达到平衡时c(Fe3+)=0.04mol?L-1,c(SCN-)=0.1mol?L-1,c[Fe(SCN)2+]=0.68mol?L-1.则此温度下该反应的平衡常数K=
170
170

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科目:高中化学 来源: 题型:

通常状况下,过氧化氢是一种无色透明的液体,在实验室和生产中应用广泛.
(1)火箭推进器中分别装有联氨(N2H4)和过氧化氢,它们发生反应的热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-642.2kJ?mol-1
又知:2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)△H=-196.4kJ?mol-1
H2O(l)=H2O(g)△H=44kJ?mol-1
请写出N2H4(l)与O2(g)反应生成N2(g)和H2O(l) 的热化学方程式:
 

(2)H2O2是一种二元弱酸,其第一步电离的电离方程式为
 

(3)过二硫酸铵法是目前最流行的制备H2O2的方法.即电解含 H2SO4的(NH42SO4溶液制取(NH42S2O8,如图1所示,再加热水解即可得H2O2和(NH42SO4
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①电解时,阳极的电极方程式
 

②写出生成H2O2的反应的化学方程式:
 

(4)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降解有机污染物p-CP.控制p-CP的初始浓度相同,在不同实验条件下进行如下实验,测得p-CP的浓度随时间变化关系如图2所示.
实验
编号
T/K pH c/10-3mol?L-1
H2O2 Fe2+
298 3 6.0 0.30
313 3 6.0 0.30
298 10 6.0 0.30
①请根据实验I的曲线,计算降解反应
在50~150s内的反应速率ν(p-CP)=
 
mol?L-1?s-1
②实验Ⅰ、Ⅱ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,请分析原因:
 

③实验Ⅲ得出的结论是:pH=10时,
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

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右上图。

(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:

(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:                                     

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科目:高中化学 来源:2015届江苏省泰州市姜堰区高二上学期期中考试化学试卷(解析版) 题型:实验题

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                         

 

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