Question

【题目】羟基自由基（·OH，电中性，O 为-1 价）是一种活性含氧微粒。常温下，利用·OH 处理含苯酚废水，可将其转化为无毒的氧化物。

（1）·OH 的电子式为________。

（2） pH=3 时 Fe2+催化 H2O2 的分解过程中产生·OH 中间体，催化循环反应如下。将方程式 ii 补充完整。

i．Fe2++ H2O2+H+ = Fe3++ H2O +·OH

ii．___ + ___= ___+ O2↑+2H+

（3）已知：羟基自由基容易发生猝灭 2·OH = H2O2，从而活性降低．用 H2O2 分解产生的·OH 脱除苯酚，当其他条件不变时，不同温度下，苯酚的浓度随时间的变化如图 1 所示．0～20 min 时，温度从40℃上升到 50℃，反应速率基本不变的可能原因是________。

（4）利用电化学高级氧化技术可以在电解槽中持续产生·OH，使处理含苯酚废水更加高效，装置如图2所示。已知 a 极主要发生的反应是 O2 生成 H2O2，然后在电解液中产生·OH 并迅速与苯酚反应。

①b 极连接电源的________极（填“正”或“负”）。

②a 极的电极反应式为______。

③除电极反应外，电解液中主要发生的反应方程式有 ________ ， _______。

Answer 1

【答案】 2Fe3+ 2OH 2Fe2+ 温度从40℃上升到50℃，羟基自由基发生猝灭程度增大（或温度升高H2O2发生分解产生氧气），导致c(OH)下降，所以反应速率基本不变 正 O2+2e-+2H+＝H2O2 Fe2++H2O2+H+＝Fe3++H2O+OH或H2O2＝2OH C6H6O+28OH＝6CO2↑+17H2O

【解析】

(1)羟基中O有1个单电子，O周围有7个电子，电子式为，故答案为；

(2)根据已知信息可知反应ii应该是Fe3+氧化OH生成Fe2+和O2，离子反应方程式为2Fe3++2OH＝2Fe2++O2↑+2H+，故答案为：2Fe3+；2OH；2Fe2+；

(3)H2O2对热不稳定，温度升高，会导致H2O2发生分解，导致c(OH)下降，所以，温度从40℃上升到50℃，反应速率基本不变，故答案为：温度从40℃上升到50℃，羟基自由基发生猝灭程度增大（或温度升高H2O2发生分解产生氧气），导致c(OH)下降，所以反应速率基本不变；

(4)①a极主要发生的反应是O2生成H2O2，O元素化合价降低、得到电子、发生还原反应，则a电极为阴极、与电源负极相接，所以b电极为阳极、与电源正极相接，故答案为：正；

②a电极为阴极，O2得到电子生成H2O2，电解质溶液显酸性，电极反应式为O2+2e-+2H+＝H2O2，故答案为：O2+2e-+2H+＝H2O2；

③H2O2分解产生OH，方程式为H2O2＝2OH，OH脱除苯酚成无毒的氧化物，该氧化物为CO2，反应的方程式为C6H6O+28OH＝6CO2↑+17H2O，故答案为：H2O2＝2OH，C6H6O+28OH＝6CO2↑+17H2O。