Fenton试剂(由亚铁盐与过氧化氢混合而得)能氧化去除废水中难降解的有机物。反应原理是H2O2在Fe2+催化下生成高活性的羟基自由基(⋅OH),羟基自由基(⋅OH)是一种很强的氧化剂。
(1)①利用Fenton试剂处理废水中的有机物,当其他条件不变时,不同温度下有机物的浓度随时间的变化如图所示。0~20min时,50℃与40℃反应速率基本相同的原因是 随着温度升高,反应速率加快,同时温度升高,羟基自由基发生焠灭(或温度升高过氧化氢分解产生氧气),c(⋅OH)下降,反应速率减慢,40℃升温至50℃时,前两个因素对速率的影响大致抵消随着温度升高,反应速率加快,同时温度升高,羟基自由基发生焠灭(或温度升高过氧化氢分解产生氧气),c(⋅OH)下降,反应速率减慢,40℃升温至50℃时,前两个因素对速率的影响大致抵消。

②当H2O2为3mL⋅L-1时,相同反应时间内,随Fe2+投加量的增加,废水中有机物的去除率不断上升。当Fe2+投加量超过0.8g⋅L-1时,废水中有机物的去除率没有明显增大且还略微下降的趋势如图所示。去除率先上升后略微下降可能的原因是 Fe2+浓度增大,有足够Fe2+与H2O2反应生成⋅OH,降解速率加快,去除率上升;Fe2+浓度过大,多余的Fe2+会消耗已经生成的⋅OH,溶液中的⋅OH含量减少,降解速率减慢,去除率降低Fe2+浓度增大,有足够Fe2+与H2O2反应生成⋅OH,降解速率加快,去除率上升;Fe2+浓度过大,多余的Fe2+会消耗已经生成的⋅OH,溶液中的⋅OH含量减少,降解速率减慢,去除率降低。

(2)电-Fenton法是Fenton试剂法的发展,是一种通过电解生成Fenton试剂的水处理技术,其原理如图所示。

①写出电解时阳极上发生的电极反应式 Fe-2e-=Fe2+Fe-2e-=Fe2+。
②写出产生⋅OH这步反应的离子方程式 H2O2+H++Fe2+=Fe3++H2O+⋅OHH2O2+H++Fe2+=Fe3++H2O+⋅OH。
③其他条件相同,比较溶液的pH值对废水中有机物的去除率的影响,如图所示。当溶液的pH>3时,随着溶液的pH增大,有机物的去除率明显下降,可能的原因是 pH>3时,随着pH增大,H+浓度降低,阴极不能及时产生足够的H2O2用于反应;同时随着pH增大,阳极生成的Fe2+水解生成氢氧化物,减少⋅OH的生成,影响有机物的去除率pH>3时,随着pH增大,H+浓度降低,阴极不能及时产生足够的H2O2用于反应;同时随着pH增大,阳极生成的Fe2+水解生成氢氧化物,减少⋅OH的生成,影响有机物的去除率。

【考点】物质的量或浓度随时间的变化曲线.
【答案】随着温度升高,反应速率加快,同时温度升高,羟基自由基发生焠灭(或温度升高过氧化氢分解产生氧气),c(⋅OH)下降,反应速率减慢,40℃升温至50℃时,前两个因素对速率的影响大致抵消;Fe2+浓度增大,有足够Fe2+与H2O2反应生成⋅OH,降解速率加快,去除率上升;Fe2+浓度过大,多余的Fe2+会消耗已经生成的⋅OH,溶液中的⋅OH含量减少,降解速率减慢,去除率降低;Fe-2e-=Fe2+;H2O2+H++Fe2+=Fe3++H2O+⋅OH;pH>3时,随着pH增大,H+浓度降低,阴极不能及时产生足够的H2O2用于反应;同时随着pH增大,阳极生成的Fe2+水解生成氢氧化物,减少⋅OH的生成,影响有机物的去除率
【解答】
【点评】
声明:本试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布。
发布:2024/6/27 10:35:59组卷:20引用:2难度:0.5
相似题
-
1.一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示。则下列对该反应的推断合理的是( )
发布:2024/12/30 19:30:2组卷:32引用:3难度:0.7 -
2.一定温度下,在容积为2L的密闭容器中,与同一个化学反应有关的A、B、C、D(其中A、B、C均为气体)四种物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。E为该反应的另一种气态生成物,且在化学方程式中E的化学计量数与B的相同。请回答下列问题:
(1)该反应的反应物为
(2)0~2min内,v(C)=
(3)若降低温度,则v(正)
(4)该反应达到平衡状态的标志有
a.A和C的物质的量相等
b.B的物质的量保持不变
c.A的正反应速率与B的逆反应速率之比为2:1
d.容器内压强不变
(5)物质D在反应中的作用是发布:2024/12/30 14:30:1组卷:10引用:3难度:0.7 -
3.一定温度下,在容积为VL的密闭容器中进行反应:aN(g)⇌bM(g),M、N的物质的量随时间的变化曲线如图所示,下列说法错误的是( )
发布:2024/12/30 14:30:1组卷:19引用:2难度:0.7