Question

【題目】臭氧（O3）是地球大氣中一種微量氣體，主要分布在10～50km高度的平流層大氣中。它吸收對人體有害的短波紫外線，防止其到達地球，保護地球表面生物不受紫外線侵害。生活中，臭氧食具消毒柜是通過臭氧進行食具消毒。臭氧支持燃燒，可燃物在臭氧中燃燒較氧氣中更加劇烈。某興趣小組對臭氧進行如下探究。

資料：①臭氧可由氧氣通過高壓電擊轉(zhuǎn)變而得；②臭氧微溶于水，能使紅色品紅溶液變?yōu)闊o色；③臭氧用作氣體消毒劑，但濃度超標(biāo)時對人體有毒副作用。

（探究一）　臭氧氣體的制備

（1）利用圖中A裝置可制得氧氣的化學(xué)方程式是_________________________；A裝置還可用于實驗室制取_______，可用__________________反應(yīng)來制取。

（2）將A中制得的氧氣依次通過B和C裝置，開啟C中高壓電開關(guān)，在C裝置導(dǎo)管末端接上集氣裝置，就可收集到臭氧。B裝置的作用是___________________。將帶火星的木條伸入集滿臭氧的集氣瓶中，可觀察到的現(xiàn)象是___________________。

（3）圖中C裝置中產(chǎn)生臭氧的化學(xué)反應(yīng)方程式是___________________________。除電擊法制取臭氧外，用過氧化鋇（BaO2）固體與濃硫酸反應(yīng)也可制臭氧，同時生成硫酸鋇和水。反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。

（4）將A中制得的氧氣依次通過B和C、D裝置，開啟C中高壓電開關(guān)，根據(jù)______現(xiàn)象說明氧氣轉(zhuǎn)變成臭氧。

（5）從安全、環(huán)保角度看，上述裝置不足之處是___________________。

（探究二）　影響臭氧分解速率的因素

O3在水中易分解，一定條件下，O3的濃度減少一半所需的時間(t)如表所示。

（6）從表中數(shù)據(jù)進行分析，臭氧的分解速率與_________、__________有關(guān)。據(jù)表推測臭氧的分解速率受溫度影響情況是_____________________。

Answer 1

【答案】 2H2O2 2H2O + O2↑ 二氧化碳(CO2 ) 石灰石(或大理石)和稀鹽酸 吸收水蒸氣(其他合理答案亦) 木條復(fù)燃（或劇烈燃燒） 3O22O3 3BaO2+3H2SO4(濃) ＝3BaSO4+ 3H2O+ O3↑ D中品紅溶液變?yōu)闊o色 沒有尾氣處理裝置，臭氧濃度超標(biāo)時對人體有毒副作用 溫度 pH值（酸堿度） 溫度越高臭氧的分解速率越快

【解析】（1）A裝置屬固液在常溫下反應(yīng)的裝置，故是用過氧化氫制取氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式表示為2H2O2 2H2O + O2↑；實驗室用石灰石或大理石制取二氧化碳也屬固液在常溫下反應(yīng)的裝置，也可用A裝置做發(fā)生裝置；（2）濃硫酸具有吸水性，故B裝置的作用是干燥臭氧；根據(jù)信息可知臭氧具有助燃性，故將帶火星的木條伸入集滿臭氧的集氣瓶中，可觀察到帶火星的小木條復(fù)燃；（3）臭氧可由氧氣通過高壓電擊轉(zhuǎn)變而得，故反應(yīng)的化學(xué)方程式表示為3O22O3；根據(jù)描述“過氧化鋇（BaO2）固體與濃硫酸反應(yīng)也可制臭氧，同時生成硫酸鋇和水”，可知該反應(yīng)的反應(yīng)物是過氧化鋇與濃硫酸，生成物是硫酸鋇和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式表示為3BaO2+3H2SO4(濃) ＝3BaSO4+ 3H2O+ O3↑；（4）臭氧能使紅色品紅溶液變?yōu)闊o色，故若D中品紅溶液變?yōu)闊o色說明氧氣轉(zhuǎn)變成臭氧；（5）臭氧濃度超標(biāo)時對人體有毒副作用，故該裝置應(yīng)該要有尾氣處理裝置；（6）從表中數(shù)據(jù)進行分析，臭氧的分解速率與溫度、酸堿度有關(guān)系，溫度越高臭氧的分解速率越快，酸性越弱，分解速率越快。