Question

【題目】臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，常用于消毒、滅菌等。

（1）O3與KI溶液反應(yīng)生成的兩種單質(zhì)是___________和_________（填分子式）。

（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(shí)間（t）如表所示。已知：O3的起始濃度為0.0216 mol/L。

	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(duì)O3分解起催化作用的是___________.。

②在30°C、pH=4.0條件下，O3的分解速率為__________ mol/(L·min)。

③據(jù)表中的遞變規(guī)律，推測(cè)O3在下列條件下分解速率依次增大的順序?yàn)?/span>______.（填字母代號(hào)）

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（原理如圖）電解稀硫酸制得。

①圖中陰極為_________(填“A”或“B”)，其電極反應(yīng)式為_________________.

②若C處通入O 2 ，則A極的電極反應(yīng)式為_____________________.

③若C處不通入O 2 ，D、E處分別收集到xL和有yL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則E處收集的氣體中O 3 所占的體積分?jǐn)?shù)為__________.(忽略O 3 的分解)。

Answer 1

【答案】 I2 O2 OH－ 1.00×10－4 b、a、c A 2H＋＋2e－=H2↑ O2＋4H＋＋4e－=2H2O

【解析】(1)因?yàn)?/span>O3是一種強(qiáng)氧化劑，KI具有還原性，所以二者反應(yīng)生成I2和O2；

(2) O3的起始濃度為0.0216 mol/L，O3在水中分解生成O2，分析表中數(shù)據(jù)可知，①隨pH的增大，O3分解速率加快，說(shuō)明對(duì)O3分解起催化作用的是OH－；②在30°C、pH=4.0條件下，O3的分解一半所需要的時(shí)間為108min，所以其分解速率為ν(O3)= ；③根據(jù)表中的遞變規(guī)律，推測(cè)O3在40°C、pH=3.0時(shí)，分解一半需要的時(shí)間大約為70分鐘左右，在10°C、pH=4.0時(shí)分解一半需要的時(shí)間大約為460分鐘左右，在30°C、pH=7.0時(shí)分解一半需要的時(shí)間大約為4分鐘左右，所以O3的分解速率依次增大的順序?yàn)閎<a<c；

(3)電解稀硫酸，實(shí)質(zhì)是電解水，只有OH—在陽(yáng)極放電才能生成O 2，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為O3。①由裝置圖可知電極B為陽(yáng)極，則電極A為陰極，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4H＋＋O2 ＋4e－ =2H2O；③在相同條件下，氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比，設(shè)D處收集的H2為xmol，則E處收集的O2和O3共ymol，所以電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子2xmol，設(shè)E處收集的氣體中O3為amol，則O2為(y-a)mol，由電子轉(zhuǎn)移守恒可得6a+4(y-a)=2x，a=(x-2y)mol，所以O 3 所占的體積分?jǐn)?shù)為。