Question

【題目】請你參與以下2個實驗探究活動并回答其中的問題。

Ⅰ SO2和Cl2均能將濕潤的有色物質漂白成無色物質。某興起小組為驗證SO2和Cl2的漂白性，設計了如下方案（尾氣處理裝置未畫出）。

（1）如下圖所示，通入干燥的Cl2后，同學們發現甲中紅色布條不褪色，乙中紅色布條褪色了，此實驗中控制的變量是_________，該實驗中發生了“Cl2＋H2O＝HCl＋HClO”反應，若要說明HClO具有漂白性，需要補充的實驗是__________。將乙中的布條取出烘干，發現未變為原來的紅色，說明HClO漂白性是_______（填“可恢復的”或“不可恢復的”）。

（2）如圖丙所示，向品紅溶液中通停止通氣體，加熱試管，發現試液又變為紅色，說明SO2漂白的反應原理與Cl2漂白的反應原理是_____________（填“相同的”或“不同的”）

（3）如圖丁所示，將干燥的Cl2和SO2按分子數之比1:1混合，通入石蕊試液中，發現石蕊試液變紅，卻不褪色。試用化學反應方程式作出解釋（已知：生成物中氯元素顯－1價，硫元素顯＋6價）：__________。

Ⅱ Fenton法常用于處理含難降解有機物的工業廢水，其原理是利用Fe2＋和H2O2的反應產生能降解污染物的活性成分，現運用該方法降解有機污染物p-CP，探究有關因素對降解反應速率的影響。

實驗探究：控制p-CP的初始濃度相同，實驗溫度恒定在25℃或者40℃（其余實驗條件見下表），設計如下對比試驗。

（1） 請完成以下實驗設計表（表中不要留空格）

實驗測得p-CP的濃度隨時間變化的關系如圖

（2）實驗①、②表明溫度的升高，降解反應速率_____________。實驗發現，溫度過高時，降解反應較難發生，請從 Fenton法所用試劑H2O2的角度分析原因（用化學方程式解釋）：_________________________。

（3）實驗③得出的結論是：pH等于10時，_____________________________。

（4）為測定不同時間內有機物降解的濃度，需在不同時間從反應器中取樣，并使所取樣品中的降解反應立即停止下來。根據上圖中的信息，給出一種迅速停止反應的方法：___________________________。

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【答案】水 鹽酸和紅布條的實驗 不可恢復的 不同的 SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl 40 3 探究pH對降解反應速率的影響 增加 2H2O22H2O+O2↑ 反應速率趨向于零 將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH為10

【解析】

Ⅰ（1）從Cl2與H2O 反應生成HCIO分析；

（2）二氧化硫能夠與有色物質化合生成無色物質，因而具有漂白性，該無色化合物具有不穩定性，受熱容易分解，恢復為原來的顏色；

（3）氯氣具有強氧化性，二氧化硫具有還原性，二者能按1：1發生氧化還原反應生成沒有漂白性的氯化氫和硫酸而使氣體失去漂白性。

Ⅱ（1）對比實驗的基本思想是控制變量法，可以在溫度相同時，變化濃度，或者在濃度相等時，變化溫度；

（2）根據實驗①②的數據來回答；

（3）（4）根據實驗數據內容進行分析；

Ⅰ（1）甲中布條是干燥的，乙中布條是濕潤的，兩者的區別是有無水，故此實驗中控制的變量是水；Cl2+H2OHCl+HClO，所以需要設計一個實驗在一個紅色布條上滴加鹽酸，布條無變化，排除氯化氫的漂白性，就證明起漂白作用的物質是次氯酸；將乙中的布條取出烘干，發現未變為原來的紅色，說明次氯酸的漂白是不可恢復的，；

故填：水；鹽酸和紅布條的實驗；不可恢復的；

（2）向品紅溶液中通入二氧化硫，發現品紅褪色了，說明二氧化硫具有漂白性，原因是二氧化硫與有色物質化合生成無色物質，停止通氣體，加熱試管，發現溶液又變為紅色，說明該無色化合物具有不穩定性，受熱容易分解，加熱后溶液恢復顏色，說明SO2的漂白是可恢復的，與Cl2漂白的反應原理不相同；

故填：不同的；

（3）氯化氫和硫酸沒有漂白性，氯氣有強氧化性，二氧化硫有還原性，二者能按1：1發生氧化還原反應而使氣體失去漂白性，反應方程式是SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl；

故填：SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl。

Ⅱ（1）對比實驗的基本思想是控制變量法，溫度相同時，變化濃度，在濃度相等時，變化溫度，故答案為：40；3；探究pH對降解反應速率的影響；

（2）根據實驗數據內容可以看出溫度升高，降解反應速率增加；由于過氧化氫在溫度過高時易分解，反應的方程式為：2H2O22H2O+O2↑，所以溫度過高時，降解反應較難發生，故答案為：增加；2H2O22H2O+O2↑；

（3）根據實驗數據內容可以看出pH=10時，反應速率趨向于零，故答案為：反應速率趨向于零；

（4）根據實驗數據內容可以看出，將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH為10，就可使樣品中的降解反應立即停止下來，故答案為：將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH為10。

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實驗編號	實驗目的	溫度 ℃	pH	濃度/（mgL-1）
				H2O2	Fe2＋
①	為②③提供參照	25	3	204	16.8
②	探究溫度對降解反應速率的影響	___	___	204	16.8
③	_____________________________	25	10	204	16.8

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Answer 1

【答案】水 鹽酸和紅布條的實驗 不可恢復的 不同的 SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl 40 3 探究pH對降解反應速率的影響 增加 2H2O22H2O+O2↑ 反應速率趨向于零 將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH為10

【解析】

Ⅰ（1）從Cl2與H2O 反應生成HCIO分析；

（2）二氧化硫能夠與有色物質化合生成無色物質，因而具有漂白性，該無色化合物具有不穩定性，受熱容易分解，恢復為原來的顏色；

（3）氯氣具有強氧化性，二氧化硫具有還原性，二者能按1：1發生氧化還原反應生成沒有漂白性的氯化氫和硫酸而使氣體失去漂白性。

Ⅱ（1）對比實驗的基本思想是控制變量法，可以在溫度相同時，變化濃度，或者在濃度相等時，變化溫度；

（2）根據實驗①②的數據來回答；

（3）（4）根據實驗數據內容進行分析；

Ⅰ（1）甲中布條是干燥的，乙中布條是濕潤的，兩者的區別是有無水，故此實驗中控制的變量是水；Cl2+H2OHCl+HClO，所以需要設計一個實驗在一個紅色布條上滴加鹽酸，布條無變化，排除氯化氫的漂白性，就證明起漂白作用的物質是次氯酸；將乙中的布條取出烘干，發現未變為原來的紅色，說明次氯酸的漂白是不可恢復的，；

故填：水；鹽酸和紅布條的實驗；不可恢復的；

（2）向品紅溶液中通入二氧化硫，發現品紅褪色了，說明二氧化硫具有漂白性，原因是二氧化硫與有色物質化合生成無色物質，停止通氣體，加熱試管，發現溶液又變為紅色，說明該無色化合物具有不穩定性，受熱容易分解，加熱后溶液恢復顏色，說明SO2的漂白是可恢復的，與Cl2漂白的反應原理不相同；

故填：不同的；

（3）氯化氫和硫酸沒有漂白性，氯氣有強氧化性，二氧化硫有還原性，二者能按1：1發生氧化還原反應而使氣體失去漂白性，反應方程式是SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl；

故填：SO2+Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl。

Ⅱ（1）對比實驗的基本思想是控制變量法，溫度相同時，變化濃度，在濃度相等時，變化溫度，故答案為：40；3；探究pH對降解反應速率的影響；

（2）根據實驗數據內容可以看出溫度升高，降解反應速率增加；由于過氧化氫在溫度過高時易分解，反應的方程式為：2H2O22H2O+O2↑，所以溫度過高時，降解反應較難發生，故答案為：增加；2H2O22H2O+O2↑；

（3）根據實驗數據內容可以看出pH=10時，反應速率趨向于零，故答案為：反應速率趨向于零；

（4）根據實驗數據內容可以看出，將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH為10，就可使樣品中的降解反應立即停止下來，故答案為：將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH為10。