Question

（16分）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^-4 mol·L^－1、c(Na₂S₂O₈)=3.12×10^-3 mol·L^－1的混合溶液中。反應240 min后測得實驗結果如圖b所示。
已知 S₂O₈^2­- + Fe²⁺= SO₄^-·+ SO₄^2- + Fe³⁺，此外還可能會發生：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象是                     。
②當c(Fe²⁺)＝3.2 ×10^-3 mol·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

（1） 有利于                                   （3分）
（2）①  KSCN  （2分）；          溶液呈紅色；   （2分）
②52.4                                          （3分）
                （3分）
③Fe²⁺濃度過高時，Fe²⁺會與SO₄^—，發生反應，消耗部分SO₄^—，導致4-CP降解率下降。（3分）

解析試題分析：⑴據圖a分析，PH越小（酸性越強），4-CP的降解率增大，則Na₂S₂O₈溶液產生SO₄^-的量增多，即溶液酸性增強，有利于Na₂S₂O₈產生SO₄^-。
⑵①FeSO₄溶液被氧化產生Fe³⁺，可向溶液中加入KSCN檢驗，若溶液變紅說明FeSO₄溶液已被氧化，反之，沒有被氧化。
②據圖b中的數據分析知，當c(Fe²⁺)＝3.2 ×10^-3 mol·L^－1時，4-CP降解率為52.4%；則4-CP降解的平均反應速率的計算表達式為＝＝；
③當Fe²⁺濃度過高時，Fe²⁺會與SO₄^—發生氧化還原反應，消耗部分SO₄^—，反而導致4-CP的降解率下降。
考點：考查化學圖像與化學原理的綜合應用。