13.Fenton法常用于處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水,通常是在調(diào)節(jié)好pH和Fe2+濃度的廢水中加入H2O2,所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物.現(xiàn)運(yùn)用該方法降解有機(jī)污染物p-CP,探究有關(guān)因素對(duì)該降解反應(yīng)速率的影響.
[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]控制p-CP的初始濃度相同,恒定實(shí)驗(yàn)溫度在298K或313K(其余實(shí)驗(yàn)條件見下表),設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn).
(1)請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中橫線上的內(nèi)容.
實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/td>T/KpHc/10-3 mol•L-1
H2O2Fe2+
為以下實(shí)驗(yàn)作參照29836.00.30
探究溫度對(duì)降解反應(yīng)速率的影響313
探究溶液的pH對(duì)降解反應(yīng)速率的影響298106.00.30
[數(shù)據(jù)處理]實(shí)驗(yàn)測(cè)得p-CP的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖.
(2)根據(jù)如圖實(shí)驗(yàn)①曲線,計(jì)算降解反應(yīng)50~150s內(nèi)的反應(yīng)速率:v(p-CP)=8.0×10-6mol•L-1•s-1. (3)實(shí)驗(yàn)①、②表明溫度升高,降解反應(yīng)速率增大.但溫度過高時(shí)反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速率減小,請(qǐng)從Fenton法所用試劑H2O2的角度分析原因:H2O2在溫度過高時(shí)迅速分解.
(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)需在不同時(shí)間從反應(yīng)器中取樣,并使所取樣品中的反應(yīng)立即停止下來.根據(jù)上圖中的信息,給出一種迅速停止反應(yīng)的方法:在溶液中加入堿溶液,使溶液的pH大于或等于10.

分析 (1)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的基本思想是控制變量法,可以在溫度相同時(shí),變化濃度,或者在濃度相等時(shí),變化溫度;
(2)根據(jù)反應(yīng)速率公式V=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算平均反應(yīng)速率;
(3)根據(jù)過氧化氫在溫度較高時(shí)易分解的角度分析;
(4)根據(jù)曲線③中溶液pH對(duì)反應(yīng)速率的影響角度判斷改變的反應(yīng)條件.

解答 解:(1)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是控制變量,實(shí)驗(yàn)②探究溫度對(duì)降解反應(yīng)速率的影響,則②中除了溫度不同以外,其它量必須與實(shí)驗(yàn)①相同,則溫度、雙氧水濃度、亞鐵離子濃度分別為:313K、6.0、0.30;實(shí)驗(yàn)③中除了pH與①不同外,其它量完全相同,則探究的是溶液的pH對(duì)降解反應(yīng)速率的影響,
故答案為:

實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/td>T/KpHc/10-3 mol•L-1
H2O2Fe2+
探究溫度對(duì)降解反應(yīng)速率的影響3136.00.30
探究溶液的pH對(duì)降解反應(yīng)速率的影響
(2)根據(jù)圖象可知,曲線①中在50s時(shí)的濃度為1.2×10-3mol/L,在150s時(shí)濃度為0.4×10-3mol/L,則50~150s內(nèi)的平均反應(yīng)速率為:v(p-CP)=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{(1.2-0.4)×1{0}^{-3}mol/L}{(150-50)s}$=8.0×10-6 mol/(L.s),
故答案為:8.0×10-6;
(3)溫度較高時(shí),過氧化氫不穩(wěn)定易分解,所以溫度過高時(shí)反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速率減小,
故答案為:H2O2在溫度過高時(shí)迅速分解;
(4)根據(jù)曲線③可以得出,該反應(yīng)在pH=10的溶液中停止,故可在反應(yīng)液中加入堿溶液,使溶液的pH迅速增大,從而使反應(yīng)停止,
故答案為:在溶液中加入堿溶液,使溶液的pH大于或等于10.

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素,題目難度中等,注意掌握影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,明確設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí),只能改變一個(gè)條件,否則無法確定影響因素,試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.若把周期表原先的主、副族號(hào)取消,由左到右按原順序編為18縱行.如堿金屬為第1縱行,稀有氣體為第18縱行,按這個(gè)規(guī)定,下列說法不正確的是( 。
A.計(jì)算機(jī)芯片的組成元素位于第14縱行
B.第10縱行元素全部是金屬元素
C.第3縱行元素的種類最多
D.只有第2縱行元素的原子最外層有2個(gè)電子

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

4.肼是重要的化工原料.某探究小組利用下列反應(yīng)制取水合肼(N2H4•H2O).
CO(NH22+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4•H2O+NaCl
實(shí)驗(yàn)一:制備NaClO溶液
(1)將氯氣通入到盛有NaOH的錐形瓶中,錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O;
實(shí)驗(yàn)二:制取水合肼(實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示)
控制反應(yīng)溫度,將分液漏斗中溶液緩慢滴入三頸燒瓶中,充分反應(yīng).加熱蒸餾三頸燒瓶?jī)?nèi)的溶液,收集108~114℃餾分.(已知:N2H4•H2O+2NaClO=N2↑+3H2O+2NaCl)
(2)分液漏斗中的溶液是A(填標(biāo)號(hào)A或B);
A.NaOH和NaClO混合溶液    B.CO (NH2) 2溶液
選擇的理由是如果次氯酸鈉溶液裝在燒瓶中,反應(yīng)生成的水合肼會(huì)被次氯酸鈉氧化;
實(shí)驗(yàn)三:測(cè)定餾分中肼含量
水合肼具有還原性,可以生成氮?dú)猓疁y(cè)定水合肼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可采用下列步驟:
a.稱取餾分5.000 g,加入適量NaHCO3固體,經(jīng)稀釋、轉(zhuǎn)移、定容等步驟,配制250 mL溶液.
b.移取25.00 mL于錐形瓶中,加入10mL水,搖勻.
c.用0.2000 mol/L碘溶液滴定至溶液出現(xiàn)微黃色且半分鐘內(nèi)不消失,滴定過程中,溶液的pH保持在6.5左右.記錄消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)液的體積.
d.進(jìn)一步操作與數(shù)據(jù)處理
(3)水合肼與碘溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式N2H4•H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O;滴定過程中,NaHCO3能控制溶液的pH在6.5左右,原因是生成的HI與NaHCO3反應(yīng);
(4)滴定時(shí),碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液盛放在酸式滴定管中(選填:“酸式”或“堿式”);若本次滴定消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液為18.00 mL,餾分中水合肼(N2H4•H2O)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.0%(保留三位有效數(shù)字);
(5)為獲得更可靠的滴定結(jié)果,步驟d中進(jìn)一步操作主要是:重復(fù)步驟b和c2~3次,依據(jù)測(cè)得的結(jié)果,取平均值.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.下列關(guān)于化學(xué)鍵的說法正確的是( 。
①含有金屬元素的化合物一定是離子化合物  
②第ⅠA族和第ⅦA族原子化合時(shí),一定生成離子鍵  
③由非金屬元素形成的化合物一定不是離子化合物  
④活潑金屬與非金屬化合時(shí),能形成離子鍵  
⑤含有離子鍵的化合物一定是離子化合物  
⑥離子化合物中可能同時(shí)含有離子鍵和共價(jià)鍵  
⑦非極性鍵只存在于雙原子單質(zhì)分子中  
⑧不同元素組成的多原子分子中的化學(xué)鍵一定都為極性鍵.
A.①②⑤B.④⑤⑥C.①③④D.②③⑤

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

8.甲醇和天然氣是重要的化工原料,又可作為燃料.根據(jù)下面信息回答有關(guān)的問題:
(1)在恒定容積為1.00L的密閉容器中,通入一定量的甲醇發(fā)生如下反應(yīng):CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)△H1=+99kJ•mol-1.100℃時(shí),體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖1所示(平衡時(shí)甲醇的轉(zhuǎn)化率記作а1).

①在0~60s時(shí)段,反應(yīng)速率v(CO)為0.0010mol•L-1•s-1;該反應(yīng)的平衡常數(shù)K1的值為0.0216或2.16×10-2
②已知若在恒壓條件下進(jìn)行,平衡時(shí)CH3OH 的轉(zhuǎn)化率為а2,則а2大于а1(填“大于”或“小于”、“等于”).
(2)合成CH4的原理:CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)△H=-162kJ•mol-1
其他條件相同,實(shí)驗(yàn)測(cè)得在T1和Pl與T2和P2條件下該反應(yīng)的H2平衡轉(zhuǎn)化率相同,若T1>T2、則P1>P2(填“>”、“<”或“=”).
(3)科學(xué)家用氮化鎵、銅等材料組裝成人工光合系統(tǒng)(如2圖),利用該裝置成功地實(shí)現(xiàn)了以CO2和H2O合成CH4
①寫出銅電極表面的電極反應(yīng)式CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O.
②為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率,可向裝置中加入少量硫酸(選填“鹽酸”或“硫酸”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

18.由主族元素組成的A、B、C、D四種常見物質(zhì),有如圖所示轉(zhuǎn)換關(guān)系(部分反應(yīng)物、生成物沒有列出).且四種物質(zhì)均含有同一種元素.
(1)若A為金屬單質(zhì),B、C溶液混合后得到白色沉淀D.寫出生成沉淀D的離子方程式Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓.
(2)若A為非金屬單質(zhì).常溫下用氫氧化鈉溶液吸收A生成B和C,用惰性電極電解C的水溶液又可生成A.且A和D是同一物質(zhì).
①用惰性電極電解C溶液時(shí)的陰極產(chǎn)物為氫氣、氫氧化鈉(填寫產(chǎn)物的名稱)
②B溶液呈堿性(“堿性”、“酸性”、“中性”),原因ClO-+H2O?HClO+OH-(用相關(guān)的離子方程式解釋)
③向B和C的混合溶液中加入稀硫酸充分反應(yīng),當(dāng)生成1molA時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA
(3)若A為氣態(tài)氫化物,B為單質(zhì),C具有漂白性,是大氣的主要污染物之一. B與C生成D的反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NaOH+B+C═D+H2O①D的化學(xué)式為Na2S2O3
②比較A與A的中心原子所在族的上一周期和下一周期元素所形成的氫化物的穩(wěn)定性高低,穩(wěn)定性H2O>H2S>H2Se(用化學(xué)式表示)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.下列說法正確的是( 。
A.鹽酸的導(dǎo)電能力一定大于醋酸
B.在氨水中加入無水醋酸,溶液的導(dǎo)電能力基本不變
C.在氫氧化鋇的稀溶液中,c(OH-)=2c(Ba2+
D.在磷酸的稀溶液中,c(H+)=3c(PO43-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.下列鹵代烴在KOH醇溶液中加熱不反應(yīng)的是(  )
③(CH33CCH2Cl、蹸HCl2CHBr2、轈H3Cl.
A.全部B.②③⑤C.①③⑥D.②④

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.下表是元素周期表的一部分.表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素.

請(qǐng)根據(jù)要求用元素符號(hào)或化學(xué)式回答下列問題:
(1)寫出d元素和l元素的名稱.d:氮      l:氯
(2)表中所列元素中,原子最外層有2個(gè)電子的元素為He、Mg.
(3)畫出i元素原子的結(jié)構(gòu)示意圖,畫出k元素的離子結(jié)構(gòu)示意圖
(4)l元素的最高正價(jià)是+7,最低負(fù)價(jià)是-1.
(5)比較元素e、f、g、h的離子半徑O2->F->Na+>Mg2+.(寫出離子符號(hào))
(6)表中p元素是非金屬元素(填“金屬”或“非金屬”),p元素在元素周期表中的位置是第四周期ⅤA族.

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