Question

（16分）Na₂S₂O₈溶液可降解有机污染物4-CP，原因是Na₂S₂O₈溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基（SO₄^-）。通过测定4-CP降解率可判断Na₂S₂O₈溶液产生（SO₄^-·）的量。某研究小组探究溶液酸碱性、Fe²⁺的浓度对产生（SO₄^-·）的影响。

  

（1）溶液酸碱性的影响：其他条件相同，将4-CP加入到不同pH的Na₂S₂O₈溶液中，结果如图a所示。由此可知：溶液酸性增强，                 （填 “有利于”或“不利于”）Na₂S₂O₈产生SO₄^-·。

   （2）Fe²⁺浓度的影响：相同条件下，将不同浓度的FeSO₄溶液分别加入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。反应240 min后测得实验结果如图b所示。

    已知 S₂O₈^2­- + Fe²⁺= SO₄^-·+ SO₄^2- + Fe³⁺，此外还可能会发生：SO₄^-· + Fe²⁺ ＝ SO₄^2- + Fe³⁺

    ① 实验开始前，检验FeSO₄溶液是否被氧化的试剂是             （化学式）。如被氧化可以观察到的现象是                      。

②当c(Fe²⁺)＝3.2 ×10^-3 mol·L^－1时，4-CP降解率为       %，4-CP降解的平均反应速率的计算表达式为                                 。

    ③当c(Fe²⁺)过大时，4-CP降解率反而下降，原因可能是                         。

Answer

（1） 有利于 （3分）

（2）① KSCN （2分）； 溶液呈红色； （2分）

②52.4 （3分）

（3分）

③Fe2+浓度过高时，Fe2+会与SO4—，发生反应，消耗部分SO4—，导致4-CP降解率下降。（3分）

【解析】

试题分析：⑴据图a分析，PH越小（酸性越强），4-CP的降解率增大，则Na2S2O8溶液产生SO4-的量增多，即溶液酸性增强，有利于Na2S2O8产生SO4-。

⑵①FeSO4溶液被氧化产生Fe3+，可向溶液中加入KSCN检验，若溶液变红说明FeSO4溶液已被氧化，反之，没有被氧化。

②据图b中的数据分析知，当c(Fe2+)＝3.2 ×10-3 mol·L－1时，4-CP降解率为52.4%；则4-CP降解的平均反应速率的计算表达式为＝＝；

③当Fe2+浓度过高时，Fe2+会与SO4—发生氧化还原反应，消耗部分SO4—，反而导致4-CP的降解率下降。

考点：考查化学图像与化学原理的综合应用。