Question

Fenton法常用于處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水，通常先調(diào)節(jié)好Fe²⁺等離子的濃度，再向廢水中加入H₂O₂，所產(chǎn)生的羥基自由基（Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+OH^-+HO?）能氧化降解污染物．如：降解廢水中丙二醇（分子式C₃H₈O₂）的反應(yīng)為：C₃H₈O₂+8H₂O₂

FeSO4

3CO₂+12H₂O．降解過程中主要副反應(yīng)有：Fe²⁺+HO?→Fe³⁺+OH^-、HO?+H⁺+e^-→H₂O．
（1）用Fenton法降解廢水中丙二醇時(shí)，H₂O₂與丙二醇物質(zhì)的量比為8：1時(shí)降解效果最好，選擇H₂O₂與丙二醇物質(zhì)的量比為8：1的理由是

 

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（2）H₂O₂濃度的增加有利于產(chǎn)生更多的HO?，降解速率增加，但實(shí)際操作中H₂O₂的濃度一不宜過大，其原因是

 

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（3）降解時(shí)Fe²⁺濃度過高時(shí)，降解速率反而減小的原因是

 

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（4）降解速率隨著溫度的變化如圖所示，溫度過高時(shí)，降解速率下降的原因可能是

 

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（5）你認(rèn)為用Fenton法降解廢水中丙二醇時(shí)還應(yīng)該注意要控制的條件是

 

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（6）用Fenton法處理廢水還可以同時(shí)起到凈化水質(zhì)的作用，其原因是：

 

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Answer 1

考點(diǎn)：塑料的老化和降解

專題：信息給予題

分析：（1）根據(jù)用H₂O₂降解廢水中丙二醇的反應(yīng)方程式分析解答；
（2）根據(jù)Fenton法處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水的原理以及副反應(yīng)分析解答；
（3）根據(jù)降解過程中主要副反應(yīng)有：Fe²⁺+HO?→Fe³⁺+OH^-、HO?+H⁺+e^-→H₂O以及平衡移動(dòng)原理分析解答；
（4）根據(jù)過氧化氫在高溫時(shí)易分解分析解答；
（5）根據(jù)氧化降解程度與溶液的酸堿性有關(guān)分析；
（6）用Fenton法處理廢水產(chǎn)物中的鐵離子水解生成膠體可凈水；

解答： 解：（1）根據(jù)題干信息：用H₂O₂降解廢水中丙二醇的反應(yīng)為：C₃H₈O₂+8H₂O₂

FeSO4

3CO₂+12H₂O，所以1molC₃H₈O₂完全分解所需H₂O₂理論量為8，用Fenton法降解廢水中丙二醇時(shí)，H₂O₂與丙二醇物質(zhì)的量比為8：1時(shí)降解效果最好，
故答案為：1molC₃H₈O₂完全分解所需H₂O₂理論量為8；
（2）Fenton法處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水的原理為：Fe²⁺與H₂O₂作用，所產(chǎn)生的羥基自由基（Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+OH^-+HO?）能氧化降解污染物，降解過程中主要副反應(yīng)有：Fe²⁺+HO?→Fe³⁺+OH^-、HO?+H⁺+e^-→H₂O，H₂O₂濃度的增加有利于產(chǎn)生更多的HO?，但過多的HO?來不及氧化丙二醇，會(huì)被副反應(yīng)Fe²⁺+HO?→Fe³⁺+OH^-消耗掉，所以實(shí)際操作中H₂O₂的濃度一不宜過大，
故答案為：過多的HO?來不及氧化丙二醇，會(huì)被副反應(yīng)Fe²⁺+HO?→Fe³⁺+OH^-消耗掉；
（3）降解過程中主要副反應(yīng)有：Fe²⁺+HO?→Fe³⁺+OH^-、HO?+H⁺+e^-→H₂O，降解時(shí)Fe²⁺濃度過高時(shí)，對于副反應(yīng)而言，反應(yīng)物濃度增大，消耗更多的HO?，導(dǎo)致降解速率減小，
故答案為：Fe²⁺濃度過高會(huì)加劇副反應(yīng)Fe²⁺+HO?→Fe³⁺+OH^-，消耗更多的HO?，導(dǎo)致降解速率減小；
（4）溫度較高時(shí)，過氧化氫不穩(wěn)定易分解，降低了HO?的產(chǎn)生速率，所以溫度過高時(shí)反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速率減小，
故答案為：當(dāng)溫度過高時(shí)，加速了H₂O₂分解，降低了HO?的產(chǎn)生速率；
（5）降解過程中主要反應(yīng)有：Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+OH^-+HO?、HO?+H⁺+e^-→H₂O，用Fenton法降解廢水中丙二醇時(shí)還應(yīng)該注意要控制溶液的PH，
故答案為：溶液的PH；
（6）用Fenton法處理廢水產(chǎn)物中的鐵離子，鐵離子水解Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）_{3（膠體）}+3H⁺，生成膠體可吸附水中的懸浮物凈水，
故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）_{3（膠體）}+3H⁺；

點(diǎn)評(píng)：本題考查Fenton法處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水的原理，緊扣題干中題干的Fenton法處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水的原理是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．