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实验题 适中0.65 引用1 组卷105
芬顿(Fenton)反应是一种利用过氧化氢分解产生自由基降解污染物的技术,常用于处理水体和大气中的污染物。
I.传统“Fe2+-H2O2”体系
(1)Fe2+在降解过程中起催化作用,反应前后质量和______不变。
为了探究Fenton法对有机污染物(p-CP)降解速率的影响因素,用一定浓度的H2O2溶液和FeSO4,溶液进行如图实验,测得有机污染物(p-CP)浓度的变化情况如图1所示。

编号H2O2溶液/mLFeSO4溶液/mL蒸馏水/mLpH温度/℃
A1.53.510325
B1.53.510340
C3.53.58325
D1.54.5X325
E1.53.5101025

(2)①对比A、B组实验可发现升高温度可以加快Fenton法降解有机污染物(p-CP)的速率。分析图1中对应的曲线,得到上述结论的依据为_______
②本实验中除温度、pH、H2O2溶液浓度外,还研究了______对Fenton法降解有机污染物(p-CP)速率的影响。实验D中的X的值是______
③为测定不同时间内有机污染物的浓度,需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的降解反应立即停止下来。根据图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法________
II.“纳米零价铁—H2O2”体系
纳米零价铁粒径较小,比表面积较大,吸附性和反应活性较高,因此“纳米零价铁H2O2”体系应用前景更广。
(3)除去工业烟气中的NO:一定温度下,将H2O2溶液和稀盐酸雾化,再与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置。

①除去NO的化学方程式为2NO+3H2O22HNO3+2H2O,反应中化合价改变的元素有______。(填元素符号)
②此过程中,纳米零价铁除了具有较好的吸附效果外,还具有的作用是_______
③NO脱除率随温度的变化如图2所示。温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是______
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人教版新课标化学教材九年级上册“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”,以及“寻找新的催化剂”研究性实验,引起了化学探究小组的兴趣。
【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,其催化效果如何?
【实验探究】
实验步骤实验现象
I、分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中,向A试管中加入ag氧化铁粉末,并分别在A、B两支试管中插入带火星木条,观察现象。A试管中产生气泡,带火星木条复燃,B试管中无明显现象
II、待A试管中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管,如此反复多次试验,观察现象。试管中均产生气泡,带火星木条均复燃
III、将实验II中的剩余物小心过滤,并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量,所得固体质量仍为ag。
IV、分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D 两支试管中,向C试管中加入ag氧化铁粉末,向D试管中加入ag二氧化锰粉末,观察现象。

【实验结论】
(1)A中产生的气体是______
(2)实验II、III证明:氧化铁的____________在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂;
(3)写出氧化铁(Fe2O3)催化过氧化氢分解的化学符号表达式______
【实验评价】
(4)实验设计IV的目的是______
(5)若实验IV观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是______
【实验拓展】
(6)查阅资料得知,CuO、CuSO4猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是______。
A.MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
B.同一个化学反应可以有多种催化剂
C.催化剂只能加快化学反应的速率
D.用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物

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