Question

過(guò)氧化氫和臭氧是用途很廣的氧化劑．試回答下列問(wèn)題：

（1）過(guò)氧化氫是一種綠色氧化劑，寫出在酸性條件下H₂O₂氧化氯化亞鐵的離子反應(yīng)方程式：

 

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

 

（寫電子式），
（3）臭氧（O₃）可以使?jié)駶?rùn)的淀粉-碘化鉀試紙變藍(lán)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：KI+O₃+H₂O→KOH+I₂+O₂（未配平 ）回答問(wèn)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1所示）電解稀硫酸制得．
①圖1中陰極為

 

（填“A”或“B”）．
②若C處不通入O₂，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(shè)₃的分解）．
③若C處通入O₂，則A極的電極反應(yīng)式為：

 

．
（5）新型O₃氧化技術(shù)對(duì)燃煤煙氣中的NOx和SO₂脫除效果顯著，鍋爐煙氣中的NOx 95%以上是以NO形式存在的，可發(fā)生反應(yīng)NO（g）+O₃ （g）?NO₂（g）+O₂（g）．在一定條件下，將NO和O₃通入絕熱恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖（如圖2）所示．由圖可得出的正確說(shuō)法是

 

a．反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)
b．反應(yīng)物濃度：b點(diǎn)小于c點(diǎn)
c．反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量
d．△t₁=△t₂時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段．

Answer 1

考點(diǎn)：過(guò)氧化氫,化學(xué)平衡建立的過(guò)程,電解原理

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）酸性條件下H₂O₂氧化氯化亞鐵生成氯化鐵和水；
（2）根據(jù)題目信息，實(shí)驗(yàn)室通過(guò)上述某種過(guò)氧化物與適量稀硫酸作用，過(guò)濾后即可制得較純凈的H₂O₂溶液，說(shuō)明生成了沉淀；
（3）①反應(yīng)中碘化鉀是還原劑，臭氧作氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)中得電子化合價(jià)降低的物質(zhì)是氧化劑，氧化劑對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物是還原產(chǎn)物；
②依據(jù)元素化合價(jià)變化結(jié)合電子守恒配平書寫化學(xué)方程式；
（4）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(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，故A為陰極；
②若C處不通入O₂，實(shí)質(zhì)為電解水，D處為氫氣，體積為11.2L，E處為氧氣、臭氧，體積共為4.48L，令臭氧的體積為xL，利用電子轉(zhuǎn)移守恒列放出計(jì)算x的值，再根據(jù)體積分?jǐn)?shù)定義計(jì)算；
③C處通入O₂，O₂發(fā)生還原反應(yīng)，在酸性條件下生成水；
（5）該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，容器體積不變，故體系壓強(qiáng)恒定．絕熱恒容密閉容器，體系溫度隨反應(yīng)進(jìn)行變化，隨反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)物的濃度降低，由圖可知，c點(diǎn)以前正反應(yīng)速率增大，說(shuō)明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，c點(diǎn)以后反應(yīng)正反應(yīng)速率降低，應(yīng)是濃度影響比溫度影響更大．圖為正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化，說(shuō)明反應(yīng)未到達(dá)平衡．

解答： 解：（1）酸性條件下H₂O₂氧化氯化亞鐵生成氯化鐵和水，反應(yīng)的離子方程式為：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（2）實(shí)驗(yàn)室通過(guò)上述某種過(guò)氧化物與適量稀硫酸作用，過(guò)濾后即可制得較純凈的H₂O₂溶液，說(shuō)明生成了硫酸鋇沉淀，所以選用BaO₂，過(guò)氧化鋇是離子化合物，電子式為：故答案為：；
（3）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(duì)應(yīng)的產(chǎn)物是還原產(chǎn)物，所以氫氧化鉀是還原產(chǎn)物，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：2KI+O₃+H₂O=2KOH+I₂+O₂；
故答案為：KOH；2KI+O₃+H₂O=2KOH+I₂+O₂；
（4）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(yáng)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；
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Z=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%，
故答案為：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，故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
（5）該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，容器體積不變，故體系壓強(qiáng)恒定．絕熱恒容密閉容器，體系溫度隨反應(yīng)進(jìn)行變化，隨反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)物的濃度降低，由圖可知，c點(diǎn)以前正反應(yīng)速率增大，說(shuō)明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，c點(diǎn)以后反應(yīng)正反應(yīng)速率降低，應(yīng)是濃度影響比溫度影響更大．圖為正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化，說(shuō)明反應(yīng)未到達(dá)平衡．
a．反應(yīng)在c點(diǎn)前，溫度對(duì)速率影響大，c點(diǎn)以后濃度減小對(duì)速率影響大，C點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；
b．反應(yīng)為達(dá)平衡，b點(diǎn)在c點(diǎn)之前，濃度反應(yīng)物濃度：b點(diǎn)大于c點(diǎn)，故b錯(cuò)誤；
c．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，故c錯(cuò)誤；
d．a(chǎn)～b段反應(yīng)速率小于b～c段反應(yīng)速率，△t₁=△t₂時(shí)，b～c段反應(yīng)的NO更多，故NO的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段，故d正確．
故選：d．

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池與電解池反應(yīng)原理、反應(yīng)熱的計(jì)算、氧化還原反應(yīng)計(jì)算、化學(xué)平衡圖象、閱讀題目獲取信息的能力等，難度中等，需要學(xué)生具備運(yùn)用信息與基礎(chǔ)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．