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高铁酸钾是一种新型非氯高效消毒剂,常用于工业废水与城市生活污水的处理.某小组同学为研究高铁酸钾对水溶液中苯酚的降解反应速率,在恒定实验温度298K或318K条件下(其余实验条件
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问题描述:

高铁酸钾是一种新型非氯高效消毒剂,常用于工业废水与城市生活污水的处理.某小组同学为研究高铁酸钾对水溶液中苯酚的降解反应速率,在恒定实验温度298K或318K条件下(其余实验条件见下表),设计如下对比实验.

(1)请完成下列实验设计表:

实验编号pH投料比(高铁酸钾与苯酚的质量比)T/KFe3+实验目的
410:12980参照实验
48:12980
探究温度对该降解反应速率的影响
(2)若还要探究溶液的pH和Fe3+的存在对该降解反应速率的影响,除实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ外,至少还需进行___次对比实验.

(3)某同学以实验Ⅰ为参照实验,经过大量实验通过HPLC法测得不同pH下高铁酸钾对水溶液中苯酚的去除率,其结果如图所示.

①工业上使用高铁酸钾除去废水中的苯酚时,pH控制在___左右.

②依据图中信息,给出一种使反应停止的方法:___.

陈梦东回答:
  (1)根据实验设计表可知,实验Ⅰ、Ⅱ的探究投料比不同,其他条件相同,所以实验Ⅱ的目的是探究投料比对该降解反应速率的影响;其他条件不变,改变温度,反应速率改变,即与对实验相比,温度不同即可;   故答案为:探究投料比对该降解反应速率的影响;4;10:1;318;0;   (2)要探究溶液的pH和Fe3+的存在对该降解反应速率的影响,所做的实验至少有改变pH的实验、加Fe3+的实验,即除实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ外,至少还需进行2次;   故答案为:2;   (3)①由去除率图可知pH控制在2.5时去除率最大,所以工业上使用高铁酸钾除去废水中的苯酚时,pH控制在2.5;   故答案为:2.5;   ②根据去除率图可知pH小于2时,去除率为0,所以向反应液中加入硫酸,使溶液pH<2即可使反应停止;   故答案为:向反应液中加入硫酸,使溶液pH<2.
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