Question

4．臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，常用于消毒、滅菌等．
（1）已知O₃與KI溶液反應(yīng)的生成物中有兩種單質(zhì)是I₂和O₂．
（2）O₃在水中易分解，一定條件下，O₃的濃度減少一半所需的時間（t）如下表所示．
已知：O₃的起始濃度為0.0216mol/L．

pH t/min T/℃	3，.0	4，.0	5，.0	6，.0
20	301	231	169	58
30	158	108	48	15
50	31	26	15	7

①pH增大能加速O₃分解，表明對O₃分解起催化作用的是OH^-．
②在30°C、pH=4.0條件下，O₃的分解速率為1.00×10^-4 mol/（L•min）．
③據(jù)表中的遞變規(guī)律，推測O₃在下列條件下分解速率依次增大的順序?yàn)閎ac．（填字母代號）
a.40°C、pH=3.0      b.10°C、pH=4.0     c.30°C、pH=7.0
（3）O₃可由臭氧發(fā)生器（原理如下圖）電解稀硫酸制得．
①圖中陰極為A（填“A”或“B”），其電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑．
②若C處通入O₂，則A極的電極反應(yīng)式為O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．

Answer 1

分析 （1）O₃與KI溶液反應(yīng)生成O₂、I₂及KOH；
（2）①pH增大，則OH^-濃度增大，O₃分解速率加快；
②根據(jù)v=$\frac{△c}{t}$計算；
③根據(jù)pH和溫度判斷達(dá)到平衡所用的時間的范圍，可判斷分解速率；
（3））①由圖可知，B極生成O₂、O₃，B極反應(yīng)氧化反應(yīng)，電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，故A為陰極；
②C處通入O₂，O₂發(fā)生還原反應(yīng)，在酸性條件下生成水．

解答 解：（1）O₃與KI溶液反應(yīng)生成O₂、I₂及KOH，所以反應(yīng)方程為，O₃+2I^-+H₂O=O₂+I₂+2OH^-，所以兩種單質(zhì)是I₂、O₂，
故答案為：I₂、O₂；
（2）①pH增大，則OH^-濃度增大，pH增大能加速O₃分解，表明對O₃分解起催化作用的是OH^-，
故答案為：OH^-；
②v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.0108mol/L}{108min}$=1.00×10^-4mol/（L•min），
故答案為：1.00×10^-4；
③由表中數(shù)據(jù)可知，40°C、pH=3.0時，所需時間在31min～158min之間；
10°C、pH=4.0時，所需時間＞231nin；
30°C、pH=7.0時，所需時間＜7min，則分解速率依次增大的順序?yàn)閎、a、c，
故答案為：b、a、c；
（3）①由圖可知，B極生成O₂、O₃，B極反應(yīng)氧化反應(yīng)，電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，故A為陰極，電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-═H₂↑；
故答案為：A；2H⁺+2e^-═H₂↑；
②C處通入O₂，O₂發(fā)生還原反應(yīng)，在酸性條件下生成水，電極反應(yīng)式為O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，
故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素的實(shí)驗(yàn)探究，原電池與電解池反應(yīng)原理，題目難度中等，本題注意對表中數(shù)據(jù)的分析和處理．