题目

活性自由基HO可有效除去废水中的苯酚等有机污染物。 （1） H2O2在Fe3O4催化剂表面产生HO除去废水中的苯酚的原理如图-1所示。 ①酸性条件下，该催化过程中产生HO的反应的离子方程式为。 ②在不同初始pH条件下，研究苯酚的去除率随时间的变化，结果表明：在反应开始时，初始pH=6的溶液中苯酚的去除率明显低于初始pH=3的溶液，但一段时间后两者接近，原因是。 （2） 掺杂了Cr3+的Fe3O4催化剂催化氧化原理如图-2所示。在Fe3O4催化剂中掺杂少量Cr3+ ， 可提高催化效率，但浓度太高，反而会降低催化效率，其原因是。 （3） 光催化氧化技术也可生成HO降解有机污染物。其原理如图-3.光照时，价带失去电子产生有强氧化性的空穴。价带上生成HO的电极反应式为。图中，HO还有另外的产生途径，描述其产生过程：。 答案： 【1】H+ + H2O2 + Fe2+ = H2O +Fe3+ + HO•【2】酸性有利于HO•的形成，所以初始pH=3的溶液在开始时去除率较高。随着反应的进行，苯酚转化为乙酸，使溶液酸性增强，pH=6的溶液中苯酚去除率显著提高，最终两者的去除率接近 【1】掺杂少量Cr3+可以促进Fe2+生成，有利于HO•的形成。但Cr3+浓度过高，会使过多H2O2分解生成O2，不利于HO•的产生 【1】H2O − e− = H+ + HO•【2】光照时，电子从价带跃迁至导带，O2在导带获得电子生成H2O2或O 2- •，最终转化为HO•

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