Question

7．控制一定條件，F(xiàn)e²⁺、H₂O₂能用于處理含某類有機(jī)污染物（用p-CP表示）的廢液．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，對(duì)該反應(yīng)中的“一定條件”進(jìn)行如下的探究．
探究活動(dòng)一：Fe²⁺、H₂O₂處理有機(jī)廢液的可行性實(shí)驗(yàn)
取一定量已知p-CP含量的有機(jī)廢液（15℃，下稱試樣），進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

（1）若步驟①測(cè)得試樣的pH大于7，則步驟③中欲使試樣的pH小于7，可加入b（填標(biāo)號(hào)）．
a．NaOH溶液        b．稀HCl           c．NaCl溶液        d．水
（2）步驟④有多個(gè)反應(yīng)發(fā)生，其中產(chǎn)生氧氣的化學(xué)方程式為2H₂O₂═2H₂O+O₂↑．
（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得試樣中p-CP的含量明顯減少．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明試樣中p-CP含量的減少與產(chǎn)生氧氣的反應(yīng)無關(guān)：取樣，加入MnO₂和H₂O₂溶液，測(cè)得p-CP含量沒有變化（或取樣，通入氧氣，測(cè)得p-CP含量沒有變化）．
探究活動(dòng)二：影響Fe²⁺、H₂O₂處理有機(jī)廢液的因素探究
將四份相同的試樣，控制不同的實(shí)驗(yàn)條件（即調(diào)節(jié)溫度為25℃或40℃、pH為10或3），加入Fe²⁺和H₂O₂溶液，分別測(cè)定試樣中p-CP含量隨時(shí)間的變化情況，所得數(shù)據(jù)如下表示．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	溫度/℃	pH	測(cè)得p-CP的含量隨時(shí)間變化的關(guān)系圖
a	25	10
b	25	3
c	40	3
d	40	10

（4）為探究pH對(duì)Fe²⁺、H₂O₂處理p-CP的反應(yīng)快慢影響，可比較實(shí)驗(yàn)a（填實(shí)驗(yàn)編號(hào)，下同）和b或c和d．從兩組實(shí)驗(yàn)對(duì)比中得到的結(jié)論是pH越小，F(xiàn)e²⁺、H₂O₂處理p-CP的反應(yīng)速率越快；．
（5）比較實(shí)驗(yàn)b和c，可以得到的結(jié)論是溫度越高，F(xiàn)e²⁺、H₂O₂處理p-CP的反應(yīng)速率越快．
（6）實(shí)驗(yàn)a和d說明pH=10時(shí)，F(xiàn)e²⁺、H₂O₂處理p-CP的反應(yīng)不發(fā)生．
（7）實(shí)驗(yàn)時(shí)需在不同時(shí)間從反應(yīng)器中取樣，并使所取樣品中反應(yīng)立即停止下來．根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)論，寫出一種迅速停止反應(yīng)的方法：往樣品中加入氫氧化鈉使溶液的pH等于10（或快速降溫）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)pH大于7溶液顯堿性，欲使試樣的pH小于7，應(yīng)加入酸性物質(zhì)解答；
（2）根據(jù)反應(yīng)原理寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式解答；
（3）根據(jù)通入氧氣，測(cè)得p-CP含量沒有變化解答；
（4）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；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)bc的數(shù)據(jù)來回答；
（6）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分析；
（7）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分析．

解答 解；
（1）pH大于7溶液顯堿性，欲使試樣的pH小于7，應(yīng)加入酸性物質(zhì)，NaOH溶液顯堿性，稀HCl 呈酸性，NaCl溶液和水呈中性，故選b；
（2）步驟④有多個(gè)反應(yīng)發(fā)生，其中產(chǎn)生氧氣的化學(xué)方程式為：2H₂O₂═2H₂O+O₂↑．
（3）取樣，加入MnO₂和H₂O₂溶液，測(cè)得p-CP含量沒有變化（或取樣，通入氧氣，測(cè)得p-CP含量沒有變化），說明試樣中p-CP含量的減少與產(chǎn)生氧氣的反應(yīng)無關(guān)；
（4）對(duì)比實(shí)驗(yàn)的基本思想是控制變量法，為探究pH對(duì)Fe²⁺、H₂O₂處理p-CP的反應(yīng)快慢影響，可比較實(shí)驗(yàn)a和b或c或d．從兩組實(shí)驗(yàn)對(duì)比中得到的結(jié)論是
pH越小，F(xiàn)e²⁺、H₂O₂處理p-CP的反應(yīng)速率越快；
（5）比較實(shí)驗(yàn)b和c，可以得到的結(jié)論是溫度越高，F(xiàn)e²⁺、H₂O₂處理p-CP的反應(yīng)速率越快；
（6）實(shí)驗(yàn)a和d說明pH=10時(shí)，F(xiàn)e²⁺、H₂O₂處理p-CP的反應(yīng)不發(fā)生；
（7）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容可以看出，將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH為10，就可使樣品中的降解反應(yīng)立即停止下來．
答案：（化學(xué)方程式（3分），第（3）小題（2分），余每空1分）
（1）b；
（2）2H₂O₂═2H₂O+O₂↑；
（3）取樣，加入MnO₂和H₂O₂溶液，測(cè)得p-CP含量沒有變化（或取樣，通入氧氣，測(cè)得p-CP含量沒有變化）；
（4）ab；cd；pH越小，F(xiàn)e²⁺、H₂O₂處理p-CP的反應(yīng)速率越快；
（5）溫度越高，F(xiàn)e²⁺、H₂O₂處理p-CP的反應(yīng)速率越快；
（6）pH=10時(shí)，F(xiàn)e²⁺、H₂O₂處理p-CP的反應(yīng)不發(fā)生；
（7）往樣品中加入氫氧化鈉使溶液的pH等于10（或快速降溫）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生化學(xué)平衡狀態(tài)以及化學(xué)反應(yīng)速率知識(shí)，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，難度較大．