Question

【題目】羥基自由基（·OH，電中性，O 為-1 價(jià)）是一種活性含氧微粒。常溫下，利用·OH 處理含苯酚廢水，可將其轉(zhuǎn)化為無毒的氧化物。

（1）·OH 的電子式為________。

（2） pH=3 時(shí) Fe2+催化 H2O2 的分解過程中產(chǎn)生·OH 中間體，催化循環(huán)反應(yīng)如下。將方程式 ii 補(bǔ)充完整。

i．Fe2++ H2O2+H+ = Fe3++ H2O +·OH

ii．___ + ___= ___+ O2↑+2H+

（3）已知：羥基自由基容易發(fā)生猝滅 2·OH = H2O2，從而活性降低．用 H2O2 分解產(chǎn)生的·OH 脫除苯酚，當(dāng)其他條件不變時(shí)，不同溫度下，苯酚的濃度隨時(shí)間的變化如圖 1 所示．0～20 min 時(shí)，溫度從40℃上升到 50℃，反應(yīng)速率基本不變的可能原因是________。

（4）利用電化學(xué)高級(jí)氧化技術(shù)可以在電解槽中持續(xù)產(chǎn)生·OH，使處理含苯酚廢水更加高效，裝置如圖2所示。已知 a 極主要發(fā)生的反應(yīng)是 O2 生成 H2O2，然后在電解液中產(chǎn)生·OH 并迅速與苯酚反應(yīng)。

①b 極連接電源的________極（填“正”或“負(fù)”）。

②a 極的電極反應(yīng)式為______。

③除電極反應(yīng)外，電解液中主要發(fā)生的反應(yīng)方程式有 ________ ， _______。

Answer 1

【答案】 2Fe3+ 2OH 2Fe2+ 溫度從40℃上升到50℃，羥基自由基發(fā)生猝滅程度增大（或溫度升高H2O2發(fā)生分解產(chǎn)生氧氣），導(dǎo)致c(OH)下降，所以反應(yīng)速率基本不變 正 O2+2e-+2H+＝H2O2 Fe2++H2O2+H+＝Fe3++H2O+OH或H2O2＝2OH C6H6O+28OH＝6CO2↑+17H2O

【解析】

(1)羥基中O有1個(gè)單電子，O周圍有7個(gè)電子，電子式為，故答案為；

(2)根據(jù)已知信息可知反應(yīng)ii應(yīng)該是Fe3+氧化OH生成Fe2+和O2，離子反應(yīng)方程式為2Fe3++2OH＝2Fe2++O2↑+2H+，故答案為：2Fe3+；2OH；2Fe2+；

(3)H2O2對(duì)熱不穩(wěn)定，溫度升高，會(huì)導(dǎo)致H2O2發(fā)生分解，導(dǎo)致c(OH)下降，所以，溫度從40℃上升到50℃，反應(yīng)速率基本不變，故答案為：溫度從40℃上升到50℃，羥基自由基發(fā)生猝滅程度增大（或溫度升高H2O2發(fā)生分解產(chǎn)生氧氣），導(dǎo)致c(OH)下降，所以反應(yīng)速率基本不變；

(4)①a極主要發(fā)生的反應(yīng)是O2生成H2O2，O元素化合價(jià)降低、得到電子、發(fā)生還原反應(yīng)，則a電極為陰極、與電源負(fù)極相接，所以b電極為陽極、與電源正極相接，故答案為：正；

②a電極為陰極，O2得到電子生成H2O2，電解質(zhì)溶液顯酸性，電極反應(yīng)式為O2+2e-+2H+＝H2O2，故答案為：O2+2e-+2H+＝H2O2；

③H2O2分解產(chǎn)生OH，方程式為H2O2＝2OH，OH脫除苯酚成無毒的氧化物，該氧化物為CO2，反應(yīng)的方程式為C6H6O+28OH＝6CO2↑+17H2O，故答案為：H2O2＝2OH，C6H6O+28OH＝6CO2↑+17H2O。