Question

（16分）Na₂S₂O₈溶液可降解有机污染物4-CP，原因是Na₂S₂O₈溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基（SO₄^-）。通过测定4-CP降解率可判断Na₂S₂O₈溶液产生（SO₄^-·）的量。某研究小组探究溶液酸碱性、Fe²⁺的浓度对产生（SO₄^-·）的影响。

（1）溶液酸碱性的影响：其他条件相同，将4-CP加入到不同pH的Na₂S₂O₈溶液中，结果如图a所示。由此可知：溶液酸性增强，                （填 “有利于”或“不利于”）Na₂S₂O₈产生SO₄^-·。
（2）Fe²⁺浓度的影响：相同条件下，将不同浓度的FeSO₄溶液分别加入c(4-CP)=1.56×10^-4 mol·L^－1、c(Na₂S₂O₈)=3.12×10^-3 mol·L^－1的混合溶液中。反应240 min后测得实验结果如图b所示。
已知 S₂O₈^2­- + Fe²⁺= SO₄^-·+ SO₄^2- + Fe³⁺，此外还可能会发生：SO₄^-· + Fe²⁺＝SO₄^2- + Fe³⁺
① 实验开始前，检验FeSO₄溶液是否被氧化的试剂是             （化学式）。如被氧化可以观察到的现象是                     。
②当c(Fe²⁺)＝3.2 ×10^-3 mol·L^－1时，4-CP降解率为      %，4-CP降解的平均反应速率的计算表达式为                                。
③当c(Fe²⁺)过大时，4-CP降解率反而下降，原因可能是                         。

Answer 1

（1） 有利于                                   （3分）
（2）①  KSCN  （2分）；          溶液呈红色；   （2分）
②52.4                                          （3分）
                （3分）
③Fe²⁺浓度过高时，Fe²⁺会与SO₄^—，发生反应，消耗部分SO₄^—，导致4-CP降解率下降。（3分）

解析试题分析：⑴据图a分析，PH越小（酸性越强），4-CP的降解率增大，则Na₂S₂O₈溶液产生SO₄^-的量增多，即溶液酸性增强，有利于Na₂S₂O₈产生SO₄^-。
⑵①FeSO₄溶液被氧化产生Fe³⁺，可向溶液中加入KSCN检验，若溶液变红说明FeSO₄溶液已被氧化，反之，没有被氧化。
②据图b中的数据分析知，当c(Fe²⁺)＝3.2 ×10^-3 mol·L^－1时，4-CP降解率为52.4%；则4-CP降解的平均反应速率的计算表达式为＝＝；
③当Fe²⁺浓度过高时，Fe²⁺会与SO₄^—发生氧化还原反应，消耗部分SO₄^—，反而导致4-CP的降解率下降。
考点：考查化学图像与化学原理的综合应用。