(16分)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)
实验编号 |
实验目的 |
T/K |
pH |
c/10-3 mol·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 |
|
|
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上图
(2)请根据上图实验①曲线,计算降解反应50~150 s内的反应速率:v(p-CP)=_______mol·L-1·s-1;
[解释与结论]
(3)实验①、②表明温度升高,降解反应速率增大。但后续研究表明: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,反应 (填“能”或“不能”)进行;
[思考与交流]
(5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法: 。
实验室用下图装置制取少量溴苯,试填写下列空白。
(1).在烧瓶a中装的试剂是、、。
(2).请你推测长直导管b的作用: ___________ 。
(3).请你分析导管c的下口不能浸没于液面中的原因是
。
(4)反应完毕后,将烧瓶a中的液体倒入盛有冷水的烧杯里,可以观察到烧杯底部有褐色难溶于水的液体,简述获得纯净的溴苯应进行的实验操作:____________________________。
我校某化学小组欲设计实验检验浓H2SO4和木炭反应的所有产物:
(1)写出浓H2SO4和木炭反应的化学方程式
(2)请你从下图中选用所需的仪器(可重复使用)组成一套装置帮助该小组实现他们的目的.现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液,无水硫酸铜,其他固、液试剂自选。(连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去)
将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表(可以不填满,也可以补充),并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。
选用的仪器 (填字母) |
加入的试剂 |
作用 |
(1) |
无水硫酸铜 |
|
(2) A |
||
(3) |
酸性KMnO4溶液 |
|
(4) |
检验SO2是否已除尽 |
|
(5) A |
(10分)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用带刻度的集气瓶排水法收集氢气,每隔1分钟记录一次数据(累计值):
时间(min) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
氢气体积(mL) |
50 |
120 |
232 |
290 |
310 |
(1)从0~3分钟时间段内,产生氢气的速率是如何变化的?答:___________________,造成这种变化的主要因素是____________;从3~5分钟时间段内,产生氢气的速率是如何变化的?
答:_________________,造成这种变化的主要因素是_________________。
(2)在盐酸中分别加入等体积的下列溶液,能减缓反应速率而又不减少产生氢气的量的是__________(双选题,漏选得1分,多选错选得0分)。
A.蒸馏水 B.CuSO4溶液 C.Na2CO3溶液 D.NaCl溶液
(3)在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5分钟五个时间段中,反应速率最大的是在分钟时间段内,在该时间段内盐酸的反应速率为mol·L-1 min-1(设溶液体积不变,上述气体体积为标况下数据)。
Ⅰ.中学课本中介绍了如下实验:把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯外焰加热,待铜丝表面变黑后立即把它插入盛有约2 mL乙醇的试管里,反复操作几次。
请你评价若用上述方法制取乙醛存在哪些不足:
_____________________________________________________________________
Ⅱ.课外活动小组甲,自行设计了下图装置进行乙醇的催化氧化实验并制取乙醛,图中铁架台等装置已略去。请回答下列问题:
(1)实验前,首先检查装置的气密性,然后分别向试管A中加入乙醇,C中加入水;
(2)实验时,先加热B装置中的玻璃管,约1分钟后鼓入空气,此时铜丝即呈红热状态。若把酒精灯撤走,控制一定的鼓气速度,铜丝能长时间保持红热直到实验结束。
①乙醇的催化氧化反应是________反应(填“放热”或“吸热”),该反应的化学方程式为______________________________________________________;
②通入空气的速度过快或过慢都不利于反应的进行,控制气体流速的实验操作现象是:________________________________________________________;
Ⅲ.课外活动小组乙,在研究了课外活动小组甲的方案后,认为该方案中有不足和不安全的地方。
(3)课外活动小组乙对甲的方案提出改进意见:
①将A装置浸在70~80℃的水浴中,目的是____________________________;
②装置B、C之间接上D装置,请你在上面方框中,画出D的装置图。
(4)如果在装置B、C之间不增加D装置,提出你对实验改进的意见:
。
某同学用如下图1所示的装置来探究SO2的性质及有关实验。
(1)实验前应先检验装置的气密性,方法是
(2)实验室用亚硫酸钠固体与硫酸反应制取SO2气体,写出该反应的化学方程式
。
(3)分别将SO2气体通入气体下列C溶液中,请回答下列问题:
①少量SO2通入紫色石蕊试液,现象是,继续通入过量的SO2气体,现象是。
②SO2通入紫红色KMnO4溶液,现象是,
③SO2慢慢通入澄清石灰水中,现象。
(4)若同学制取的SO2气体中混有CO2气体,请你设计实验证明混合气体中既有SO2气体,又有CO2气体。可以选择下图2洗气装置设计实验。洗气装置里的溶液是:
A浓硫酸、B氢氧化钠溶液、C硫酸铜溶液、D品红溶液、
E澄清石灰水、F高锰酸钾溶液、G碳酸氢钠溶液。
上述装置的所装试剂连接顺序是(用字母表示,所给装置可以重复使用,有些装置也可以不用)。