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Fe2+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p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。
[实验设计]控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表),设计如下对比试验。
(1)完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验 编号 |
实验目的 |
T/K |
pH |
c/10-3mol·L-1 |
|
H2O2 |
Fe2+ |
||||
① |
为以下实验作参照 |
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p—CP的浓度随时间变化的关系如图,①②③分别代表以上三组实验测得的数据曲线。
(2)请根据实验①曲线,计算降解反应在50~150s内的平均反应速率;v(p—CP)= mol·L-1·s-1。
(3)实验①、②表明温度升高,该降解反应速率_____。 (增大或减小)但其他文献表明,温度过高时(如接近100℃)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, __
(5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中反应立即停止下来。根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法:
在实验室里,某同学取一小块金属钠,做钠与水反应的实验。试完成下列问题:
(1)切开的金属钠暴露在空气中,最先观察到的现象是,所发生反应的化学方程式是。
(2)将钠投入水中后,钠熔化成一个小球,根据这一现象你能得出的结论是
①________________________________________________,
②_____________________________________________________。
(3)将一小块钠投入盛有CuSO4溶液的烧杯中,不可能观察到的现象是________。
A.有气体生成 |
B.钠熔化成小球并在液面上游动 |
C.烧杯底部有红色的金属铜生成 |
D.溶液中有蓝色浑浊 |
(3)钠与CuSO4溶液反应的有关的离子反应方程式为
某同学应用如下所示装置研究物质的性质。其中气体m的主要成分是氯气,还含有少量空气和水蒸气。请回答下列问题:
(1)浓硫酸的作用是_______________。
(2)B中观察到的实验现象是。
(3)从物质性质方面来看,这样的实验设计还存在事故隐患,应如何处理,请用离子方程式表达原理并画出装置图(填在上图内),
实验室欲用NaOH固体配制1.0mol/L的NaOH溶液240mL:
(1)配制溶液时,一般可以分为以下几个步骤:
①称量②计算③溶解④摇匀⑤转移⑥洗涤⑦定容⑧冷却
其正确的操作顺序为。本实验必须用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯。
(2)某同学欲称量NaOH的质量,他先用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如图.烧杯的实际质量为g,要完成本实验该同学应称出g NaOH。
(3)在配制过程中,其他操作都是正确的,下列操作会引起误差偏高的是__________。
①没有洗涤烧杯和玻璃棒
②转移溶液时不慎有少量洒到容量瓶外面
③容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水
④定容时俯视刻度线
⑤未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容
⑥定容后塞上瓶塞摇匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线。
(14分)某课外兴趣小组欲测定某NaOH溶液的浓度,其操作步骤如下:
①碱式滴定管用蒸馏水洗净后,用待测溶液润洗2~3次后,再注入待测溶液,调节滴定管的尖嘴部分充满溶液,并使液面处于"0"刻度以下的位置,记下读数;将锥形瓶用蒸馏水洗净后,用待测溶液润洗锥形瓶2~3次;从碱式滴定管中放入25.00mL待测溶液到锥形瓶中;
② 将酸式滴定管用蒸馏水洗净后,立即向其中注入0.1000mol/L标准盐酸,调节滴定管的尖嘴部分充满溶液,并使液面处于"0"刻度以下的位置,记下读数;
③ 向锥形瓶中滴入酚酞作指示剂,进行滴定。滴定至指示剂恰好变色,且半分钟不变化,测得所耗盐酸的体积为V1mL;
④ 重复以上过程,但滴定过程中向锥形瓶加入5mL的蒸馏水,测得所耗盐酸的体积为V2mL。
(1)锥形瓶中的溶液从_____色变为_____色时,停止滴定。
(2)滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应注视_________;
(3)该小组在步骤①中的错误是____,由此造成的测定结果_____(填偏高、偏低或无影响);
(4)步骤②缺少的操作是__________;
(5)如图,是某次滴定时滴定管中的液面,其读数为mL
(6)根据下列数据:
滴定次数 |
待测液体(mL) |
标准盐酸体积(mL) |
|
滴定前读(mL) |
滴定后读数(mL) |
||
第一次 |
25.00 |
0.50 |
20.40 |
第二次 |
25.00 |
4.00 |
24.10 |
第三次 |
25.00 |
0.80 |
23.10 |
请选用合理的数据计算待测烧碱溶液的浓度为_______mol/L
(7)下列操作中可能使所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏低的是_____;
A.酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗就直接注入标准盐酸溶液
B.滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.读取盐酸体积时,滴定结束时俯视读数
甲酸(HCOOH)是一种有刺激臭味的无色液体,有很强的腐蚀性。熔点8.4℃,沸点100.7℃,能与水、乙醇互溶,加热至160℃即分解成二氧化碳和氢气。
(1)实验室可用甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳:HCOOH浓硫酸========H2O+CO↑,实验的部分装置如下图所示。制备时先加热浓硫酸至80℃—90℃,再逐滴滴入甲酸。
Ⅰ制备CO Ⅱ Ⅲ收集CO
①从下图挑选所需的仪器,画出Ⅰ中所缺的气体发生装置(添加必要的塞子、玻璃管、胶皮管,固定装置不用画),并标明容器中的试剂。
分液漏斗长颈漏斗蒸馏烧瓶集气瓶温度计
② 装置Ⅱ的作用是。
(2)实验室可用甲酸制备甲酸铜。其方法是先用硫酸铜和碳酸氢钠作用制得碱式碳酸铜,然后再与甲酸反应制得四水甲酸铜[Cu(HCOO)2·4H2O]晶体。相关的化学方程式是:
2CuSO4+4 NaHCO3= Cu(OH)2·CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4+H2O
Cu(OH)2·CuCO3+4HCOOH+ 5H2O="2" Cu(HCOO)2·4H2O+ CO2↑
实验步骤如下:
Ⅰ、碱式碳酸铜的制备:
③步骤ⅰ是将一定量CuSO4·5H2O晶体和NaHCO3固体一起放到研钵中研磨,其目的是。
④步骤ⅱ是在搅拌下将固体混合物分多次缓慢加入热水中,反应温度控制在70℃—80℃,如果看到(填写实验现象),说明温度过高。
Ⅱ、甲酸铜的制备:
将Cu(OH)2·CuCO3固体放入烧杯中,加入一定量热的蒸馏水,再逐滴加入甲酸至碱式碳酸铜恰好全部溶解,趁热过滤除去少量不溶性杂质。在通风橱中蒸发滤液至原体积的1/3时,冷却析出晶体,过滤,再用少量无水乙醇洗涤晶体2—3次,晾干,得到产品。
⑤“趁热过滤”中,必须“趁热”的原因是。
⑥用乙醇洗涤晶体的目的是。