某酸性工业废水中含有K
2Cr
2O
7。光照下,草酸(H
2C
2O
4)能将其中的Cr
2O
72-转化为 Cr
3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al
2Fe(SO
4)
4·24H
2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)在25℃下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始 pH和一定浓度草酸溶液用量,做对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
pH和一定浓度草酸溶液用量,做对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验编号
| 初始pH
| 废水样品 体积/mL
| 草酸溶液 体积/mL
| 蒸馏水 体积/mL
|
①
| 4
| 60
| 10
| 30
|
②
| 5
| 60
| 10
| 30
|
③
| 5
| 60
| __________
| __________
|
测得实验①和②溶液中的Cr
2O
72-浓度随时间变化关系如图所示。

(2)上述反应后草酸被氧化为__________(填化学式)。
(3)实验①和②的结果表明______________________________________;实验①中0〜t
1时间段反应速率v(Cr
3+)=___________mol·L
-1·min
-1(用代数式表示)。
(4)该课题组对铁明矾[Al
2Fe(SO
4)
4·24H
2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:Fe
2+起催化作用;
假设二:___________________________________;
假设三:___________________________________;
……
(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。
[除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K
2SO
4、FeSO
4、K
2SO
4·A1
2(SO
4)
3·24H
2O、A1
2(SO
4)
3等。溶液中Cr
2O
72-的浓度可用仪器测定]
实验方案(不要求写具体操作过程)
| 预期实验结果和结论
|
_______________
| _______________
|