Question

臭氧可用于净化空气，饮用水消毒，处理工业废物和作为漂白剂．
（1）臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应．如6Ag（s）+O₃（g）=3Ag₂O（s）；
△H=-235.8kJ?mol^-1，已知2Ag₂O（s）=4Ag（s）+O₂（g）；△H=+62.2kJ?mol^-1，则O₃转化为O₂的热化学方程式为

2O₃（g）=3O₂（g）△H=-285kJ/mol

．
（2）臭氧在水中易分解，臭氧的浓度减少一半所需的时间如下图所示．

pH	3.0	4.0	5.0	6.0
t/min
T/℃
20	301	231	169	58
30	158	108	48	15
50	31	26	15	7

pH增大能加速O₃分解，表明对O₃分解起催化作用的是

OH^-

．
（3）电解法臭氧发生器具有臭氧浓度高、成分纯净、在水中溶解度高的优势，在医疗、食品加工与养殖业及家庭方面具有广泛应用前景．科学家P．Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧．臭氧在阳极周围的水中产生，其电极反应式为

3H₂O-6e^-=O₃↑+6H⁺

；阴极附近的氧气则生成过氧化氢，其电极反应式为

3O₂+6H⁺+6e^-=3H₂O₂

．
（4）为测定大气中臭氧（O₃）含量，将0℃、1.01×10⁵Pa的空气VL慢慢通过足量KI溶液，使臭氧完全反应；然后将所得溶液用amL cmol?L．的Na₂S₂O₃溶液进行滴定恰好到达终点．
①O₃与KI溶液反应生成两种单质，则反应的化学方程式

H₂O+O₃+2KI═O₂+I₂+2KOH

．
②空气中臭氧的体积分数为

0.012ac

V

．（已知：2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI）

Answer 1

分析：（1）①6Ag（s）+O₃（g）=3Ag₂O（s）△H=-235.8kJ?mol^-1，
②2Ag₂O（s）=4Ag（s）+O₂（g）△H=+62.2kJ?mol^-1，
根据盖斯定律可知①×2+②×3可得到，2O₃（g）=3O₂（g），以此计算反应热并书写热化学方程式；
（2）由表格中的数据可知，相同温度下，pH越大，O₃分解速率越大；
（3）酸性条件下电解水的方法制得臭氧．臭氧在阳极周围的水中产生，其电极反应式为3H₂O-6e^-=O₃↑+6H⁺，阴极附近的氧气则生成过氧化氢，其电极反应式为3O₂+6H⁺+6e^-=3H₂O₂；
（4）①O₃与KI溶液反应生成两种单质为O₂、I₂，还生成KOH；
②由2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI、H₂O+O₃+2KI═O₂+I₂+2KOH可知，2Na₂S₂O₃～O₃，n（Na₂S₂O₃）=a×10^-3L×cmol/L，以此计算．

解答：解：（1）①6Ag（s）+O₃（g）=3Ag₂O（s）△H=-235.8kJ?mol^-1，
②2Ag₂O（s）=4Ag（s）+O₂（g）△H=+62.2kJ?mol^-1，
根据盖斯定律可知①×2+②×3可得到，2O₃（g）=3O₂（g），则反应热△H=（-235.8kJ?mol^-1）×2+（+62.2kJ?mol^-1）×3=-285kJ/mol，
所以热化学方程式为2O₃（g）=3O₂（g）△H=-285kJ/mol，故答案为：2O₃（g）=3O₂（g）△H=-285kJ/mol；
（2）由表格中的数据可知，相同温度下，pH越大，O₃分解速率越大，表明对O₃分解起催化作用的是OH^-，故答案为：OH^-；
（3）酸性条件下电解水的方法制得臭氧．臭氧在阳极周围的水中产生，其电极反应式为3H₂O-6e^-=O₃↑+6H⁺，阴极附近的氧气则生成过氧化氢，其电极反应式为3O₂+6H⁺+6e^-=3H₂O₂，故答案为：3H₂O-6e^-=O₃↑+6H⁺；3O₂+6H⁺+6e^-=3H₂O₂；
（4）①O₃与KI溶液反应生成两种单质为O₂、I₂，还生成KOH，该反应为H₂O+O₃+2KI═O₂+I₂+2KOH，故答案为：H₂O+O₃+2KI═O₂+I₂+2KOH；
②由2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI、H₂O+O₃+2KI═O₂+I₂+2KOH可知，2Na₂S₂O₃～O₃，n（Na₂S₂O₃）=a×10^-3L×cmol/L，则n（O₃）=0.5ac×10^-3mol，
V（O₃）=0.5ac×10^-3mol×22.4L/mol=0.012acL，所以空气中臭氧的体积分数为

0.012acL

VL

×100%=

0.012ac

V

，故答案为：

0.012ac

V

．

点评：本题考查较综合，涉及热化学反应方程式、影响反应速率的因素、原电池、氧化还原反应及计算，侧重反应原理的考查，注重知识的迁移应用，题目难度中等．