Question

Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe^2＋浓度的废水中加入H₂O₂，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p­CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。

[实验设计]控制p­CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298 K或313 K(其余实验条件见下表)，设计如下对比实验。

(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

编号	实验目的	T/K	pH	c/10^－^3 mol/L
H2O2	Fe^2^＋
①	为以下实验作参考	298	3	6.0	0.30
②	探究温度对降解反应速率的影响	____	____	____	____
③	____	298	10	6.0	0.30

[数据处理]实验测得p­CP的浓度随时间变化的关系如图：

(2)请根据图中实验①曲线，列式并计算降解反应在50～150 s内的反应速率：________。

[解释与结论]

(3)实验①②表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H₂O₂的角度分析原因：____________。

(4)实验③得出的结论是：pH等于10时，_________________________。

Answer

313 3 6.0 0.30 探究溶液的pH对降解反应速率的影响 8×10－6mol/(L·s) H2O2在温度过高时迅速分解 反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止)

【解析】

（1）依题意可知，实验②的实验温度为313K，实验对比是建立在其他条件相同的前提下，故pH应与实验①形同。若改变pH，其他条件不变可探究溶液pH对反应速率的影响；

（2）实验①中，50-150s时∆c(p-CP)=1.2×10-3mol/L-0.4×10-3mol/L=0.8×10-3mol/L，所以v(p-CP)==8×10-6mol/(L·s)；

（3）在降解反应中，H2O2产生的自由基起氧化作用，温度过高，H2O2因热稳定性差而分解，导致降解反应速率下降；

（4）由曲线③可知，pH=10时，c(p-CP)基本不变，反应趋于停止。