Question

Na₂S₂O₈溶液可降解有機污染物4-CP，原因是Na₂S₂O₈溶液在一定條件下可產生強氧化性自由基（SO₄^-?）．通過測定4-CP降解率可判斷Na₂S₂O₈溶液產生SO₄^-?的量．某研究小組探究溶液酸堿性、Fe²⁺的濃度對產生SO₄^-?的影響．

（1）溶液酸堿性的影響：其他條件相同，將4-CP加入到不同pH的Na₂S₂O₈溶液中，結果如圖a所示．由此可知：溶液酸性增強，

 

（填“有利于”或“不利于”）Na₂S₂O₈產生SO₄^-?．
（2）Fe²⁺濃度的影響：相同條件下，將不同濃度的FeSO₄溶液分別加入c（4-CP）=1.56×10^-4mol?L^-1、c（Na₂S₂O₈）=3.12×10^-3mol?L^-1的混合溶液中．反應240min后測得實驗結果如圖b所示．
已知S₂O₈²-+Fe²⁺=SO₄^-?+SO₄^2-+Fe³⁺，此外還可能會發(fā)生：SO₄^-?+Fe²⁺=SO₄^2-+Fe³⁺
①實驗開始前，檢驗FeSO₄溶液是否被氧化的試劑是

 

（化學式）．如被氧化可以觀察到的現(xiàn)象是

 

．
②當c（Fe²⁺）=3.2×10^-3mol?L^-1時，4-CP降解率為

 

%，4-CP降解的平均反應速率的計算表達式為

 

．
③當c（Fe²⁺）過大時，4-CP降解率反而下降，原因可能是

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）當其它條件相同，將4-CP加入到不同pH的Na₂S₂O₈溶液中，根據(jù)圖象知，溶液的pH越小，4-CP降解率越大；
（2）①用KSCN溶液檢驗Fe³⁺，KSCN溶液和Fe³⁺反應導致溶液呈血紅色，F(xiàn)e²⁺和KSCN溶液不反應；
②根據(jù)圖片知，當c（Fe²⁺）=3.2×10^-3mol?L^-1時，確定4-CP降解率對應位置；平均反應速率=

△C

△t

；
③該混合物中還發(fā)生副反應SO₄^-?+Fe²⁺=SO₄^2-+Fe³⁺，導致4-CP降解率反而下降．

解答： 解：（1）當其它條件相同，將4-CP加入到不同pH的Na₂S₂O₈溶液中，根據(jù)圖象知，溶液的pH越小，4-CP降解率越大，所以溶液酸性增強有利于Na₂S₂O₈產生SO₄^-?，故答案為：有利于；
（2）①KSCN溶液和Fe³⁺反應導致溶液呈血紅色，該反應為鐵離子的特征反應，F(xiàn)e²⁺和KSCN溶液不反應，所以用KSCN溶液檢驗鐵離子，故答案為：KSCN；溶液呈紅色；    
②根據(jù)圖片知，當c（Fe²⁺）=3.2×10^-3mol?L^-1時，4-CP降解率為52.4，4-CP降解的平均反應速率=

1.56×10-4mol/L×52.4%

240min

=

1.56×10-4×52.4%

240

mol/（L/min），
故答案為：52.4；

1.56×10-4×52.4%

240

mol/（L/min）；
③Fe²⁺濃度過高時，該混合物中還發(fā)生副反應SO₄^-?+Fe²⁺=SO₄^2-+Fe³⁺，消耗部分SO₄^-．導致4-CP降解率下降，
故答案為：Fe²⁺濃度過高時，F(xiàn)e²⁺會與SO₄^-．發(fā)生反應，消耗部分SO₄^-．導致4-CP降解率下降．

點評：本題考查探究實驗，側重考查學生獲取信息、加工信息、利用信息解答問題能力，知道圖象中縱橫坐標的含義及變化趨勢，知道實驗目的及原理，題目難度不大．