Question

（16分）Na₂S₂O₈溶液可降解有機(jī)污染物4-CP，原因是Na₂S₂O₈溶液在一定條件下可產(chǎn)生強(qiáng)氧化性自由基（SO₄^-）。通過(guò)測(cè)定4-CP降解率可判斷Na₂S₂O₈溶液產(chǎn)生（SO₄^-·）的量。某研究小組探究溶液酸堿性、Fe²⁺的濃度對(duì)產(chǎn)生（SO₄^-·）的影響。

（1）溶液酸堿性的影響：其他條件相同，將4-CP加入到不同pH的Na₂S₂O₈溶液中，結(jié)果如圖a所示。由此可知：溶液酸性增強(qiáng)，                （填 “有利于”或“不利于”）Na₂S₂O₈產(chǎn)生SO₄^-·。
（2）Fe²⁺濃度的影響：相同條件下，將不同濃度的FeSO₄溶液分別加入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。反應(yīng)240 min后測(cè)得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖b所示。
已知 S₂O₈^2­- + Fe²⁺= SO₄^-·+ SO₄^2- + Fe³⁺，此外還可能會(huì)發(fā)生：SO₄^-· + Fe²⁺＝SO₄^2- + Fe³⁺
① 實(shí)驗(yàn)開始前，檢驗(yàn)FeSO₄溶液是否被氧化的試劑是             （化學(xué)式）。如被氧化可以觀察到的現(xiàn)象是                     。
②當(dāng)c(Fe²⁺)＝3.2 ×10^-3 mol·L^－1時(shí)，4-CP降解率為      %，4-CP降解的平均反應(yīng)速率的計(jì)算表達(dá)式為                                。
③當(dāng)c(Fe²⁺)過(guò)大時(shí)，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）；          溶液呈紅色；   （2分）
②52.4                                          （3分）
                （3分）
③Fe²⁺濃度過(guò)高時(shí)，F(xiàn)e²⁺會(huì)與SO₄^—，發(fā)生反應(yīng)，消耗部分SO₄^—，導(dǎo)致4-CP降解率下降。（3分）

解析試題分析：⑴據(jù)圖a分析，PH越小（酸性越強(qiáng)），4-CP的降解率增大，則Na₂S₂O₈溶液產(chǎn)生SO₄^-的量增多，即溶液酸性增強(qiáng)，有利于Na₂S₂O₈產(chǎn)生SO₄^-。
⑵①FeSO₄溶液被氧化產(chǎn)生Fe³⁺，可向溶液中加入KSCN檢驗(yàn)，若溶液變紅說(shuō)明FeSO₄溶液已被氧化，反之，沒(méi)有被氧化。
②據(jù)圖b中的數(shù)據(jù)分析知，當(dāng)c(Fe²⁺)＝3.2 ×10^-3 mol·L^－1時(shí)，4-CP降解率為52.4%；則4-CP降解的平均反應(yīng)速率的計(jì)算表達(dá)式為＝＝；
③當(dāng)Fe²⁺濃度過(guò)高時(shí)，F(xiàn)e²⁺會(huì)與SO₄^—發(fā)生氧化還原反應(yīng)，消耗部分SO₄^—，反而導(dǎo)致4-CP的降解率下降。
考點(diǎn)：考查化學(xué)圖像與化學(xué)原理的綜合應(yīng)用。