Question

【題目】過氧化氫和臭氧是用途很廣的氧化劑。試回答下列問題：

（1）過氧化氫是一種綠色氧化劑，寫出在酸性條件下H2O2氧化KI的離子反應(yīng)方程式：

（2）Na2O2 、K2O2、 以及BaO2都可與酸作用生成過氧化氫，目前實(shí)驗(yàn)室制取過氧化氫可通過上述某種過氧化物與適量稀硫酸作用，過濾即可制得。最適合的過氧化物是____________（寫電子式），

（3）火箭發(fā)射常以液態(tài)肼（N2H4）為燃料，液態(tài)過氧化氫為助燃劑．

已知：N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l） △H=-534kJmol-1

H2O2（l）=H2O（l）+1/2O2（g） △H=-98.64kJmol-1

H2O（l）=H2O（g） △H=+44kJmol-1

則反應(yīng)N2H4（g）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（g）的△H=_________

臭氧（O3）可以使?jié)駶櫟牡矸郏�碘化鉀試紙變藍(lán)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

KI＋O3＋H2O→KOH＋I(xiàn)2＋O2（未配平）回答問題：

①還原產(chǎn)物的化學(xué)式為_________

②配平后的化學(xué)方程式是__________________

（4）O3 可由臭氧發(fā)生器（原理如圖所示）電解稀硫酸制得。

①圖中陰極為 （填“A”或“B”）。

②若C處不通入O 2 ，D、E處分別收集到11.2L和有4.48L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）， 則E處收集的氣體中O3所占的體積分?jǐn)?shù)為 （忽略 O 3 的分解）。

③若C處通入O 2，則A極的電極反應(yīng)式為： 。

Answer 1

【答案】（1）H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O（1分）

（2）（1分）（3）-643.28kJmol-1（1分）

①KOH（1分）②O3＋2KI＋H2O＝2KOH＋I(xiàn)2＋O2（2分）

（4）①A（1分）②50%（1分）③O2＋4H＋＋4e－=2H2O（2分）

【解析】

試題分析：（1）酸性條件下H2O2氧化碘化鉀生成碘單質(zhì)和水，反應(yīng)的離子方程式為H2O2+2I-+2H+==I2+2H2O；

（2）實(shí)驗(yàn)室通過上述某種過氧化物與適量稀硫酸作用，過濾后即可制得較純凈的H2O2溶液，說明生成了硫酸鋇沉淀，所以選用BaO2，過氧化鋇是離子化合物，電子式為：。

（3）反應(yīng)①N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-534kJ mol-1、反應(yīng)②H2O2（l）=H2O（l）+1/2O2（g） △H=-98.64kJ mol-1、反應(yīng)③H2O（l）=H2O（g） △H=+44kJ mol-1，根據(jù)蓋斯定律可知，①＋②×2＋③×2即得到N2H4（g）+2H2O2（l）= N2（g）+4H2O（g）的 △H=－534 kJ·mol—1－98.64 kJ·mol—1×＋44 kJ·mol—1×2＝－643.28kJ·mol—1。

（3）①該反應(yīng)中臭氧得電子化合價(jià)降低，所以臭氧是氧化劑；氧化劑對應(yīng)的產(chǎn)物是還原產(chǎn)物，所以氫氧化鉀是還原產(chǎn)物；②碘元素化合價(jià)-1價(jià)變化為0價(jià)，氧元素化合價(jià)變化為-2價(jià)，結(jié)合電子守恒配平書寫化學(xué)方程式為O3＋2KI＋H2O＝2KOH＋I(xiàn)2＋O2 ；

（4）①由圖可知，B極生成O2、O3，B極發(fā)生氧化反應(yīng)，電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，A為陰極，電極反應(yīng)為2H++2e-═H2↑，答案為A；

②若C處不通入O2，實(shí)質(zhì)為電解水，D處為氫氣，體積為11.2 L，物質(zhì)的量為0.5mol，E處為氧氣、臭氧，體積共為4.48L，物質(zhì)的量為0.2mol，令臭氧的體積為xL，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有0.5×2=x×3×2+（0.2-x）×2×2，解得x=0.5mol-2×0.2mol=0.1，所以E處收集的氣體中O3所占的體積分?jǐn)?shù)為0.1mol÷0.2mol×100%=50%.

③C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。