Question

【题目】臭氧（O3）是地球大气中一种微量气体，主要分布在10～50km高度的平流层大气中。它吸收对人体有害的短波紫外线，防止其到达地球，保护地球表面生物不受紫外线侵害。生活中，臭氧食具消毒柜是通过臭氧进行食具消毒。臭氧支持燃烧，可燃物在臭氧中燃烧较氧气中更加剧烈。某兴趣小组对臭氧进行如下探究。

资料：①臭氧可由氧气通过高压电击转变而得；②臭氧微溶于水，能使红色品红溶液变为无色；③臭氧用作气体消毒剂，但浓度超标时对人体有毒副作用。

（探究一）　臭氧气体的制备

（1）利用图中A装置可制得氧气的化学方程式是_________________________；A装置还可用于实验室制取_______，可用__________________反应来制取。

（2）将A中制得的氧气依次通过B和C装置，开启C中高压电开关，在C装置导管末端接上集气装置，就可收集到臭氧。B装置的作用是___________________。将带火星的木条伸入集满臭氧的集气瓶中，可观察到的现象是___________________。

（3）图中C装置中产生臭氧的化学反应方程式是___________________________。除电击法制取臭氧外，用过氧化钡（BaO2）固体与浓硫酸反应也可制臭氧，同时生成硫酸钡和水。反应的化学方程式为____________________。

（4）将A中制得的氧气依次通过B和C、D装置，开启C中高压电开关，根据______现象说明氧气转变成臭氧。

（5）从安全、环保角度看，上述装置不足之处是___________________。

（探究二）　影响臭氧分解速率的因素

O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如表所示。

（6）从表中数据进行分析，臭氧的分解速率与_________、__________有关。据表推测臭氧的分解速率受温度影响情况是_____________________。

Answer 1

【答案】 2H2O2 2H2O + O2↑ 二氧化碳(CO2 ) 石灰石(或大理石)和稀盐酸 吸收水蒸气(其他合理答案亦) 木条复燃（或剧烈燃烧） 3O22O3 3BaO2+3H2SO4(浓) ＝3BaSO4+ 3H2O+ O3↑ D中品红溶液变为无色 没有尾气处理装置，臭氧浓度超标时对人体有毒副作用 温度 pH值（酸碱度） 温度越高臭氧的分解速率越快

【解析】（1）A装置属固液在常温下反应的装置，故是用过氧化氢制取氧气，反应的化学方程式表示为2H2O2 2H2O + O2↑；实验室用石灰石或大理石制取二氧化碳也属固液在常温下反应的装置，也可用A装置做发生装置；（2）浓硫酸具有吸水性，故B装置的作用是干燥臭氧；根据信息可知臭氧具有助燃性，故将带火星的木条伸入集满臭氧的集气瓶中，可观察到带火星的小木条复燃；（3）臭氧可由氧气通过高压电击转变而得，故反应的化学方程式表示为3O22O3；根据描述“过氧化钡（BaO2）固体与浓硫酸反应也可制臭氧，同时生成硫酸钡和水”，可知该反应的反应物是过氧化钡与浓硫酸，生成物是硫酸钡和水，反应的化学方程式表示为3BaO2+3H2SO4(浓) ＝3BaSO4+ 3H2O+ O3↑；（4）臭氧能使红色品红溶液变为无色，故若D中品红溶液变为无色说明氧气转变成臭氧；（5）臭氧浓度超标时对人体有毒副作用，故该装置应该要有尾气处理装置；（6）从表中数据进行分析，臭氧的分解速率与温度、酸碱度有关系，温度越高臭氧的分解速率越快，酸性越弱，分解速率越快。