Question

12．過氧化氫（H₂O₂）是淡藍色的黏稠液體，水溶液為無色透明液體，俗稱雙氧水，可以看作二元弱酸．
（1）H₂O₂在水中的電離方程式是H₂O₂?H⁺+HO₂^-、HO₂^-?H⁺+O₂^2-．
（2）H₂O₂常被稱為“綠色”氧化劑的原因是其還原產(chǎn)物是H₂O，對環(huán)境無污染．
（3）向1mol/L FeCl₂溶液中滴加30%雙氧水，除觀察到雙氧水分解產(chǎn)生的大量無色氣泡外，還觀察到淺綠色溶液逐漸變?yōu)榧t褐色，并測得其pH由反應(yīng)前的3.69變?yōu)?.84．實驗證明所得液體屬于膠體，其方法是丁達爾效應(yīng)；上述Fe²⁺被氧化成紅褐色膠體的離子方程式是2Fe²⁺+H₂O₂+4H₂O=2Fe（OH）₃（膠體）+4H⁺．
（4）如圖是一種用電解原理來制備H₂O₂，并用產(chǎn)生的H₂O₂處理廢氨水的裝置．
①為了不影響H₂O₂的產(chǎn)量，需要向廢氨水中加入適量HNO₃調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，則所得溶液中c（NH₄⁺）＜c（NO₃^-）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②Ir-Ru惰性電極吸附O₂生成H₂O₂，其電極反應(yīng)式是O₂+2H⁺+2e^-=H₂O₂．
③理論上電路中每轉(zhuǎn)移3mol e^-，最多可以處理廢氨水中溶質(zhì)（以NH₃計）的質(zhì)量是17g．

Answer 1

分析 （1）H₂O₂可以看作二元弱酸，可分步電離；
（2）H₂O₂還原產(chǎn)物為水；
（3）膠體具有丁達爾效應(yīng)；亞鐵離子具有還原性，與過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（4）①根據(jù)溶液呈電中性，溶液中陽離子所帶的正電荷總數(shù)等于溶液中陰離子所帶的負電荷總數(shù)進行解答；
②在該電解池中，Ir-Ru惰性電極有吸附O₂作用為氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，在酸性條件下生成過氧化氫；
③根據(jù)4NH₃+3O₂?2N₂+6H₂O，每轉(zhuǎn)移12mol電子，處理4mol氨氣，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）H₂O₂可以看作二元弱酸，可分步電離，電離方程式為H₂O₂?H⁺+HO₂^-、HO₂^-?H⁺+O₂^2-，故答案為：H₂O₂?H⁺+HO₂^-、HO₂^-?H⁺+O₂^2-；
（2）H₂O₂還原產(chǎn)物為水，對環(huán)境沒有污染，為綠色氧化劑，故答案為：其還原產(chǎn)物是H₂O，對環(huán)境無污染；
（3）膠體具有丁達爾效應(yīng)，可用丁達爾效應(yīng)檢驗?zāi)z體，亞鐵離子具有還原性，與過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+4H₂O=2Fe（OH）₃（膠體）+4H⁺，
故答案為：丁達爾效應(yīng)；2Fe²⁺+H₂O₂+4H₂O=2Fe（OH）₃（膠體）+4H⁺；
（4）①向廢氨水加入適量硝酸調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，根據(jù)溶液呈電中性，溶液中c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（NO₃^-）+c（OH^-），pH約為5呈酸性，c（H⁺）＞c（OH^-），所以c（NH₄⁺）＜c（NO₃^-），
故答案為：＜；
②利用電解法制H₂O₂，在該電解池中，Ir-Ru惰性電極有吸附O₂作用為氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，O₂+2H⁺+2e^-═H₂O₂，故答案為：O₂+2H⁺+2e^-=H₂O₂；
③4NH₃+3O₂?2N₂+6H₂O中，氨氣中的氮元素從-3價變?yōu)榈獨庵械?價，4mol氨氣轉(zhuǎn)移12mol電子，所以轉(zhuǎn)移3mol電子，最多可以處理NH₃的物質(zhì)的量為1mol，質(zhì)量為17g，
故答案為：17．

點評 本題考查較為綜合，側(cè)重于學生的分析、計算能力的考查，題目涉及雙氧水的性質(zhì)，難度不大，熟悉雙氧水的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是解題關(guān)鍵，注意雙氧水中氧元素化合價處于中間價態(tài)，所以既有氧化性，又有還原性．