Question

H₂O₂在工業(yè)、農(nóng)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=

 

（2）許多物質(zhì)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(zhì)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

 

．
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^-．

Answer 1

考點：弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,化學電源新型電池

專題：電離平衡與溶液的pH專題,電化學專題

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(jié)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(zhì)溶液是KOH溶液（堿性電解質(zhì)），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^-．

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=

c(H+)c( O 2- 2 )

c(H O - 2 )

，
故答案為：H₂O₂?H⁺+HO₂^-；

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；
（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^-．

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，難度較大．