臭氧可用于净化空气、饮用水的消毒、处理工业废物和作氧化剂.
(1)臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如:6Ag(s)+O
3(g)=3Ag
2O(s) ΔH=-235.8kJ/mol.已知2Ag
2O(s)=4Ag(s)+O
2(g) ΔH=+62.2kJ/mol,则常温下反应: 2O
3(g)=3O
2(g)的ΔH=
.
(2)科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产生,电极反应式为3H
2O-6e
-=O
3↑+6H
+,阴极附近溶解在水中的氧气生成过氧化氢,其电极反应式为
。
(3)O
3在碱性条件下可将Na
2SO
4氧化成Na
2S
2O
8。写出该反应的化学方程式为:

(4)所得的Na
2S
2O
8溶液可降解有机污染物4-CP。原因是Na
2S
2O
8溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基(SO
4-·)。通过测定4-CP降解率可判断Na
2S
2O
8溶液产生SO
4-·的量。某研究小组设计实验探究了溶液酸碱性、Fe
2+的浓度对产生SO
4-·的影响。
①溶液酸碱性的影响:其他条件相同,将4-CP加入到不同pH的Na
2S
2O
8溶液中,结果如图a所示。由此可知:溶液酸性增强,
(填 “有利于”或“不利于”)Na
2S
2O
8产生SO
4-·。
②Fe
2+浓度的影响:相同条件下,将不同浓度的FeSO
4溶液分别加入c(4-CP)=1.56×10
-4 mol·L
-1、c(Na
2S
2O
8)=3.12×10
-3 mol·L
-1的混合溶液中。反应240 min后测得实验结果如图b所示。已知 S
2O
82- + Fe
2+= SO
4-·+ SO
42- + Fe
3+。则由图示可知下列说法正确的是:_________________(填序号)
A.反应开始一段时间内, 4-CP降解率随Fe2+浓度的增大而增大,其原因是Fe2+能使Na2S2O8产生更多的SO4-·。 |
B.Fe2+是4-CP降解反应的催化剂 |
C.当c(Fe2+)过大时,4-CP降解率反而下降,原因可能是Fe2+会与SO4—.发生反应,消耗部分SO4—.。 |
D.4-CP降解率反而下降,原因可能是生成的Fe3+水解使溶液的酸性增强,不利于降解反应的进行。 |
③当c(Fe
2+)=3.2 ×10
-3 mol·L
-1时,4-CP降解的平均反应速率的计算表达式为
。