Question

(16分)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，試探究有關(guān)因素對該降解反應(yīng)速率的影響。實(shí)驗(yàn)中控制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)如下對比實(shí)驗(yàn)。
（1）請完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表（將表中序號(hào)處應(yīng)填內(nèi)容）。

①          ②          ③          ④
⑤
（2）實(shí)驗(yàn)測得p-CP的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如右上圖所示。
a．請根據(jù)右上圖實(shí)驗(yàn)Ⅰ曲線，計(jì)算降解反應(yīng)在50—300s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（p-CP）=     ，以及300s時(shí)p-CP的降解率為          ；
b．實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ表明溫度升高，降解反應(yīng)速率         （填“增大”、“減小”或“不變”）；
c．實(shí)驗(yàn)Ⅲ得出的結(jié)論是：pH=10時(shí)，                 ；
（3）可通過反應(yīng)Fe³⁺ + SCN^— Fe（SCN）²⁺ 來檢驗(yàn)反應(yīng)是否產(chǎn)生鐵離子。已知在一定溫度下該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)c（Fe³⁺）="0.04" mol/L，c（SCN^—）=0.1mol/L，c[Fe（SCN）²⁺]=0.68mol/L，則此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=      。

Answer 1

（1）① 313  ② 3  ③ 6.0  ④ 0.30        （各1分）
（以下每空2分）
⑤ 探究pH對降解速率的影響
（2）4.8×10^－6 mol/(L·s) （若數(shù)值正確，不寫單位或單位錯(cuò)誤給1分）
80%（或0.8）         增大        降解速率為0
（3） 170 L/mol 或170 (mol/L)^－1 （只要數(shù)值正確，寫不寫單位均給滿分）

（1）對比實(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）a、根據(jù)反應(yīng)速率公式v=，，降解率=×100%來計(jì)算；
b、根據(jù)實(shí)驗(yàn)①②的數(shù)據(jù)來回答；
c、在pH=10時(shí)，根據(jù)降解率=×100%來計(jì)算；
（3）反應(yīng)Fe³⁺+SCN^-Fe（SCN）²⁺的平衡常數(shù)K=來計(jì)算。
解；（1）對比實(shí)驗(yàn)的基本思想是控制變量法，溫度相同時(shí)，變化濃度，在濃度相等時(shí)，變化溫度，故答案為：313；3；6.0；0.30；探究pH對降解速率的影響；
（2）a．應(yīng)在50-300s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（p-CP）===
4.8×10^-6 mol?L^-1?s^-1，300s時(shí)p-CP的降解率=×100%=80%，故答案為：4.8×10^-6mol?L^-1?s^-1；80%；
b．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容可以看出溫度升高，降解反應(yīng)速率增大，故答案為：增大；
c．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容可以看出pH=10時(shí)，降解速率為零，故答案為：零；
（3）反應(yīng)Fe³⁺+SCN^-Fe（SCN）²⁺的平衡常數(shù)K== =170L/mol。
故答案為170。