Question

15．H₂O₂在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)藥上都有廣泛的用途．
（1）H₂O₂是二元弱酸，寫出第一步的電離方程式H₂O₂?H⁺+HO₂^-，第二步的電離平衡常數(shù)表達式K_a2=$\frac{c（{H}^{+}）c（{{O}_{2}}^{2-}）}{c（H{{O}_{2}}^{-}）}$．
（2）許多物質都可以做H₂O₂分解的催化劑．一種觀點認為：在反應過程中催化劑先被H₂O₂氧化（或還原），后又被H₂O₂還原（或氧化）．下列物質都可做H₂O₂分解的催化劑，在反應過程中先被氧化，后被還原的是①④．
①I^-       ②Fe³⁺      ③Cu²⁺     ④Fe²⁺
（3）用堿性氫氧燃料電池合成H₂O₂，具有效率高，無污染等特點．電池總反應為：H₂+O₂+OH^-=H₂O+HO₂^-．寫出正極反應式：O₂+H₂O+2e^-=HO₂^-+OH^-．
（4）H₂O₂是一種環(huán)境友好的強氧化劑．電鍍廢水（主要含Cu²⁺、Ni²⁺，還含少量Fe³⁺、Fe²⁺、Cr³⁺ 等）制備硫酸鎳的一種流程如下：

①第（�。┎�，加入H₂O₂反應的離子方程式2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
②第（ⅱ）步，濾渣中的主要成分在醫(yī)療上的用途是尿糖的檢測．

Answer 1

分析 （1）H₂O₂為二元弱酸，分2步電離；平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積；
（2）根據(jù)在反應過程中先被氧化，后被還原的即化合價先升高，后降低，結合元素的化合價來解答；
（3）堿性氫氧燃料電池工作時，電解質溶液是KOH溶液（堿性電解質），正極是O₂得到電子，發(fā)生還原反應，正極的電極反應式為：O₂+H₂O+2e^-=HO₂^-+OH^-；
（4）①根據(jù)雙氧水有強氧化性，能氧化還原性的物質，如Fe²⁺；
②Cu²⁺能與氨水反應生成氫氧化銅沉淀，氫氧化銅可用于檢驗尿糖．

解答 解：（1）H₂O₂為二元弱酸，分2步電離，電離方程式分別為：H₂O₂?H⁺+HO₂^-，HO₂^-?H⁺+O₂^2-，第二步的電離平衡常數(shù)表達式K_a2=$\frac{c（{H}^{+}）c（{{O}_{2}}^{2-}）}{c（H{{O}_{2}}^{-}）}$，
故答案為：H₂O₂?H⁺+HO₂^-；$\frac{c（{H}^{+}）c（{{O}_{2}}^{2-}）}{c（H{{O}_{2}}^{-}）}$；
（2）①I^-的化合價可先升高到0價，再降低到-1價，符合題意；
②Fe³⁺的化合價只能先降低，然后再升高，不符合題意；
③Cu²⁺的化合價只能先降低，然后再升高，不符合題意，
④Fe²⁺的化合價可先升高到+3價，再降低到+2價，符合題意，
故選①④，
故答案為：①④；
（3）堿性氫氧燃料電池工作時，正極是O₂得到電子，發(fā)生還原反應，電極反應式為O₂+H₂O+2e^-=HO₂^-+OH^-，
故答案為：O₂+H₂O+2e^-=HO₂^-+OH^-；
（4）①雙氧水有強氧化性，能氧化Fe²⁺，離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
②濾渣中的主要成分是氫氧化銅，氫氧化銅在醫(yī)療上的用途是檢驗尿糖，故答案為：尿糖的檢測．

點評 本題是一道綜合知識題目，涉及實驗操作，電離方程式式、平衡常數(shù)、氧化還原反應，原電池，考查學生分析和解決問題的能力，題目難度中等．