Question

過氧化氫和臭氧是用途很廣的氧化劑。試回答下列問題：

（1）       過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氧化氫，目前實驗室制取過氧化氫可通過上述某種過氧化物與適量稀硫酸作用，過濾即可制得。最適合的過氧化物是____________（寫電子式），

（3）       臭氧（O₃）可以使?jié)駶櫟牡矸郏�碘化鉀試紙變藍，反應(yīng)的化學方程式為：

KI＋O₃＋H₂O→KOH＋I₂＋O₂（未配平 ）    回答問題：

① 還原產(chǎn)物的化學式為        　　    

② 配平后的化學方程式是                                  

（4）O₃  可由臭氧發(fā)生器（原理如圖8所示）電解稀硫酸制得。

①圖中陰極為      （填“A”或“B”）。

② 若C處不通入O ₂ ，D、E處分別收集到11．2L和4．48L

氣體（標準狀況下）， 則E處收集的氣體中O₃所占的體積分數(shù)

為           （忽略  O ₃ 的分解）。

③ 若C處通入O ₂，則A極的電極反應(yīng)式為：             。

（5）新型O₃氧化技術(shù)對燃煤煙氣中的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)速率隨時間變化的示意圖（如圖9）所示。由圖可得出的正確說法是           

a．反應(yīng)在c點達到平衡狀態(tài)  

b．反應(yīng)物濃度：b點小于c點

c．反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量

d．Δt₁＝Δt₂時，NO的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段

Answer 1

【知識點】氧化還原反應(yīng)原理、電解池原理、化學平衡  B3  F4  G3   G4

【答案解析】（1）H₂O₂+2H⁺+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O

（2）電子式 ( 略)     

（3） KOH    O₃＋2KI＋H₂O＝2KOH＋I₂＋O₂

(4)  ① A    ②50%      ③   O₂＋4H^＋＋4e^－=2H₂O         

 （5） d   

   解析：（1）過氧化氫是一種綠色氧化劑，在酸性條件下H₂O₂氧化氯化亞鐵，H₂O₂的還原產(chǎn)物是水，F(xiàn)e²⁺氧化成Fe³⁺，離子反應(yīng)方程式：H₂O₂+2H⁺+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O

（2）Na₂O₂ 、K₂O₂、 以及BaO₂都可與酸作用生成過氧化氫，通過描述的過濾可制得，即可知道最適合的過氧化物是BaO₂

（3）①由圖可知，B極生成O₂、O₃，B極發(fā)生氧化反應(yīng)，電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，故A為陰極．
②C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．
③若C處不通入O₂，實質(zhì)為電解水，D處為氫氣，物質(zhì)的量為11.2L÷22.4L/mol=0.5mol，E處為氧氣、臭氧，物質(zhì)的量共為22.4L÷22.4L/mol=1mo，令臭氧的物質(zhì)的量為xmol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有0.5mol×2=xmol×3×2+（0.2mol-xmol）×2×2，解得x=0.1，所以E處收集的氣體中O₃所占的體積分數(shù)為0.1mol÷0.2mol×100%=50%

（4）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，故體系壓強恒定．絕熱恒容密閉容器，體系溫度隨反應(yīng)進行變化，隨反應(yīng)進行反應(yīng)物的濃度降低，由圖可知，c點以前正反應(yīng)速率增大，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，c點以后正反應(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)速率隨時間變化，說明反應(yīng)未到達平衡．
a．反應(yīng)在c點前，溫度對速率影響大，c點以后濃度減小對速率影響大，C點未達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b．反應(yīng)未達平衡，b點在c點之前，反應(yīng)物濃度：b點大于c點，故b錯誤；
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錯誤；
d．a(chǎn)～b段反應(yīng)速率小于b～c段反應(yīng)速率，△t₁=△t₂時，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．

【思路點撥】本題考查了電解池反應(yīng)原理、氧化還原反應(yīng)計算、化學平衡圖象、關(guān)鍵是閱讀題目獲取信息的能力，需要學生具備運用信息與基礎(chǔ)知識分析問題、解決問題的能力．