Question

（2011?平頂山二模）Fenton法常用于處理含難降解有機物的工業(yè)廢水．通常是在調節(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)運用該方法降解有機污染物p-CP，試探究有關因素對該降解反應速率的影響．
實驗中控制p-CP的初始濃度相同，恒定實驗溫度在298K或313K（其余實驗條件見下表）設計如下對比實驗．

（1）請完成以下實驗設計表（表中不要留空格）．（數(shù)據(jù)處理）實驗
（2）實驗測得p-CP的濃度隨時間變化的關系如右上圖所示．
a．請根據(jù)右上圖實驗①曲線，計算降解反應在50-300s內的平均反應速率v（p-CP）=

4.8×10^-6mol?L^-1?s^-1

，以及300s時p-CP的降解率．

80%

．
b．實驗①②表明溫度升高，降解反應速率

增大

．
c．實驗③得出的結論是：pH=10時，

降解速率為零

．
（3）可通過反應Fe³⁺+SCN^-  Fe（SCN）²⁺來檢驗反應是否產(chǎn)生鐵離子．已知在一定溫度下該反應達到平衡時c（Fe³⁺）=0.04mol?L^-1，c（SCN^-）=0.1mol?L^-1，c[Fe（SCN）²⁺]=0.68mol?L^-1．則此溫度下該反應的平衡常數(shù)K=

170

．

Answer 1

分析：（1）對比實驗的基本思想是控制變量法，可以在溫度相同時，變化濃度，或者在濃度相等時，變化溫度；
（2）a、根據(jù)反應速率公式v=

△c

t

，降解率=

變化量

初始量

×100%來計算；
b、根據(jù)實驗①②的數(shù)據(jù)來回答；
c、在pH=10時，根據(jù)降解率=

變化量

初始量

×100%來分析；
（3）反應Fe³⁺+SCN^- Fe（SCN）²⁺的平衡常數(shù)K=

[Fe(SCN)2+]

[Fe3+][SCN-]

來計算．

解答：解；（1）對比實驗的基本思想是控制變量法，溫度相同時，變化濃度，在濃度相等時，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．應在50-300s內的平均反應速率v（p-CP）=

△c

t

=

(1.6mol/L-0.4mol/L)×10-3

250s

=4.8×10^-6 mol?L^-1?s^-1，300s時p-CP的降解率=

2mol/L-0.4mol/L

2mol/L

×100%=80%，故答案為：4.8×10^-6mol?L^-1?s^-1；80%；
b．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)內容可以看出溫度升高，降解反應速率增大，故答案為：增大；
c．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)內容可以看出pH=10時，降解速率為零，故答案為：零；
（3）反應Fe³⁺+SCN^- Fe（SCN）²⁺的平衡常數(shù)K=

[Fe(SCN)2+]

[Fe3+][SCN-]

=

0.68

0.04×0.1

=170{L/mol）
故答案為：170．

點評：本題考查學生化學平衡狀態(tài)以及化學反應速率知識，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度較大．