(NH4)2S2O8電化學(xué)循環(huán)氧化法可用于廢水中苯酚的降解,示意圖如圖。
(1)(NH4)2S2O8的電解法制備。
已知:電解效率η的定義為η(B)=n(生成B所用的電子)n(通過電極的電子)×100%。
①電極b是 陽陽極。
②生成S2O2-8 的電極反應(yīng)式是 2SO42--2e-=S2O82-2SO42--2e-=S2O82-。
③向陽極室和陰極室各加入100mL溶液。制備S2O2-8的同時,還在電極b表面收集到2.5×10-4mol氣體,氣體是 O2O2。經(jīng)測定η(S2O2-8)為80%,不考慮其他副反應(yīng),則制備的(NH4)2S2O8的物質(zhì)的量濃度為 0.020.02mol/L。
(2)苯酚的降解
已知:SO-4?具有強(qiáng)氧化性,F(xiàn)e2+性度較高時會導(dǎo)致SO-4?猝滅。S2O2-8可將苯酚氧化為CO2,但反應(yīng)速率較慢。加入Fe2+可加快反應(yīng),過程為:
i.S2O2-8+Fe2+═SO2-4+SO-4?+Fe3+
ii.SO-4?將苯酚氧化
①SO-4?氧化苯酚的離子方程式是 ++28SO-4?+11H2O→6CO2+28SO42-+28H+++28SO-4?+11H2O→6CO2+28SO42-+28H+。
②將電解得到的含S2O2-8溶液稀釋后加入苯酚處理器,調(diào)節(jié)溶液總體積為1L,pH=1,測得在相同時間內(nèi),不同條件下苯酚的降解率如圖。
用等物質(zhì)的量的鐵粉代替FeSO4,可明顯提高苯酚的降解率,主要原因是 Fe緩慢釋放Fe2+,使(Fe2+)較低,減弱了Fe2+對SO-4?的猝滅作用;且Fe可以和產(chǎn)生的Fe3+反應(yīng),繼續(xù)補(bǔ)充Fe2+Fe緩慢釋放Fe2+,使(Fe2+)較低,減弱了Fe2+對SO-4?的猝滅作用;且Fe可以和產(chǎn)生的Fe3+反應(yīng),繼續(xù)補(bǔ)充Fe2+。
(3)苯酚殘留量的測定
已知:電解中轉(zhuǎn)移1mol電子所消耗的電量為F庫侖。
取處理后的水樣100mL,酸化后加入KBr溶液,通電。電解產(chǎn)生的Br2全部與苯酚反應(yīng),當(dāng)苯酚完全反應(yīng)時,消耗的電量為a庫侖,則樣品中苯酚的含量為 940a6F940a6Fg/L。(苯酚的摩爾質(zhì)量:94g/mol)
n
(
生成
B
所用的電子
)
n
(
通過電極的電子
)
O
2
-
8
2
SO
4
2
-
-
2
e
-
=
S
2
O
8
2
-
2
SO
4
2
-
-
2
e
-
=
S
2
O
8
2
-
O
2
-
8
O
2
-
8
SO
-
4
SO
-
4
O
2
-
8
O
2
-
8
SO
2
-
4
SO
-
4
SO
-
4
SO
-
4
SO
-
4
6
CO
2
+
28
S
O
4
2
-
+
2
8
H
+
SO
-
4
6
CO
2
+
28
S
O
4
2
-
+
2
8
H
+
O
2
-
8
SO
-
4
SO
-
4
940
a
6
F
940
a
6
F
【答案】陽;;O2;0.02;++28?+11H2O→;Fe緩慢釋放Fe2+,使(Fe2+)較低,減弱了Fe2+對?的猝滅作用;且Fe可以和產(chǎn)生的Fe3+反應(yīng),繼續(xù)補(bǔ)充Fe2+;
2
SO
4
2
-
-
2
e
-
=
S
2
O
8
2
-
SO
-
4
6
CO
2
+
28
S
O
4
2
-
+
2
8
H
+
SO
-
4
940
a
6
F
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:135引用:2難度:0.4
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