Question

8．H₂O₂是一種常用綠色氧化劑，在化學(xué)研究中應(yīng)用廣泛．

（1）常溫下，用CO、O₂和水在三苯基膦鈀的催化下即可制得H₂O₂．相對(duì)于電解氫氧化鈉溶液制H₂O₂，該方法具有的優(yōu)點(diǎn)是安全、能耗低．
（2）圖1是鋁/過氧化氫電池結(jié)構(gòu)示意圖．鋁電極為負(fù)極（填“正極”或“負(fù)極”），石墨電極的電極反應(yīng)式為H₂O₂+2e^-=2OH^-
（3）印刷電路板中的金屬銅可用10%的H₂O₂溶液和3.0mol．L^-l的H₂S0₄溶液處理，其他條件相同時(shí)，測(cè)得銅的平均溶解速率與溫度的關(guān)系如圖2所示．其中bc段曲線變化的主要原因是隨著溫度的升高，雙氧水的分解速率加快
（4）為研究硫酸鐵的量對(duì)過氧化氫分解速率的影響，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列的實(shí)驗(yàn)．將表中所給的溶液分別加入A、B、C、D 4個(gè)反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄數(shù)據(jù)．

實(shí)驗(yàn) 體積/mL 液體	A	B	C	D
0.4mol．L-1Fe2（SO4）3溶液	0	1.8	2.0	V1
30%H2O2溶液	20.0	20.0	20.0	20.0
HO2	V2	V3	15.0	13.8

①記錄的數(shù)據(jù)為收集相同體積氣體所需的時(shí)間（或相同時(shí)間內(nèi)收集氣體的體積）．
②上表中V₃=15.2．

Answer 1

分析 （1）電解法需消耗電能，而催化法常溫下即可進(jìn)行；
（2）鋁較活潑，作負(fù)極，石墨作正極，雙氧水得電子；
（3）雙氧水不穩(wěn)定，溫度升高，分解速率加快；
（4）①研究硫酸鐵的量對(duì)過氧化氫分解速率的影響，需要記錄收集相同體積氣體所需的時(shí)間（或相同時(shí)間內(nèi)收集氣體的體積）；
②讓每次實(shí)驗(yàn)的總體積相同．

解答 解：（1）電解法需消耗電能，而催化法常溫下即可進(jìn)行，而CO、O₂和水在三苯膦鈀的催化下室溫制得了H₂O₂，不需要額外提供能量，
故答案為：能耗低；
（2）鋁較活潑，作負(fù)極，石墨作正極，雙氧水得電子，氧的化合價(jià)降低，電極反應(yīng)式為H₂O₂+2e^-=2OH^-，
故答案為：負(fù)極；H₂O₂+2e^-=2OH^-；
（3）圖象顯示，溫度升高到40℃以后，銅的平均溶解速率降低，是因?yàn)殡p氧水不穩(wěn)定，溫度升高，分解速率加快，反應(yīng)物雙氧水的濃度降低，導(dǎo)致銅的平均溶解速率降低，
故答案為：隨著溫度的升高，雙氧水的分解速率加快；
（4）①研究硫酸鐵的量對(duì)過氧化氫分解速率的影響，需要記錄收集相同體積氣體所需的時(shí)間（或相同時(shí)間內(nèi)收集氣體的體積）；
故答案為：收集相同體積氣體所需的時(shí)間（或相同時(shí)間內(nèi)收集氣體的體積）；
②研究硫酸鐵的量對(duì)過氧化氫分解速率的影響，其他條件要相同，所以讓每次實(shí)驗(yàn)的總體積相同，從C中得出溶液的總體積為37.0mL，所以V₃=37.0mL-1.8mL-20.0mL=15.2mL，
故答案為：15.2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池原理，注意抓住得失電子化合價(jià)升降寫出電極反應(yīng)式，探究反應(yīng)速率影響因素，注意用控制變量法分析，側(cè)重對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．