[题目]H2O2的制取及其在污水处理方面的应用是当前科学研究的热点. 回答下列问题:(1)阴阳极同步产生过氧化氢和过硫酸铵[(NH4)2S2O8]的原理如图所示.阳极发生氧化反应的离子是 .阴极的电极反应式为 .(2)100℃时.在不同金属离子存在下.纯过氧化氢24h的分解率见下表:离子加入量/(mg·L-1)分解率/%离子加入量/(mg·L-1)分解率题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】H2O2的制取及其在污水处理方面的应用是当前科学研究的热点。回答下列问题：

（1）阴阳极同步产生过氧化氢和过硫酸铵[（NH4）2S2O8]的原理如图所示。阳极发生氧化反应的离子是_______，阴极的电极反应式为_________。

（2）100℃时，在不同金属离子存在下，纯过氧化氢24h的分解率见下表：

离子	加入量/（mg·L-1）	分解率/%	离子	加入量/（mg·L-1）	分解率/%
无	—	2	Fe3+	1.0	15
Al3+	10	2	Cu2+	0.1	86
Zn2+	10	10	Cr3+	0.1	96

由上表数据可知，能使过氧化氢分解反应活化能降低最多的离子是_______。贮运过氧化氢时，可选用的容器材质为________（填标号）。

A 纯铝 B 黄铜 C 铸铁 D 不锈钢

（3）在弱碱性条件下，H2O2的一种催化分解机理如下：

H2O2（aq）＋Mn2+（aq）=OH（aq）＋Mn3+（aq）＋OH－（aq） ΔH＝a kJ/mol

H2O2（aq）＋Mn3+（aq）＋2OH－（aq）=Mn2+（aq）＋·O2- （aq）＋2H2O（l） Δ＝b kJ/mol

OH（aq）＋·O2-（aq）=O2（g）＋OH－（aq） ΔH＝c kJ/mol

则2H2O2（aq）=2H2O（l）＋O2（g）的ΔH＝_________，该反应的催化剂为________。

（4）298 K时，将10 mL a mol·L1 NaH2PO2、10 mL 2a mol·L1 H2O2溶液和10 mL NaOH溶液混合，发生反应：H2PO2-（aq）＋2H2O2（aq）＋2OH（aq）PO43-（aq）＋4H2O（l）。溶液中c（PO43-）与反应时间（t）的关系如图所示。

①下列可判断反应达到平衡的是_______（填标号）。

a c（H2PO2-）＝y mol·L1

b 溶液的pH不再变化

c v（H2O2）＝2v（H2PO2-）

d c（PO43-）/c（H2PO2-）不再变化

②tm时v逆_____tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。

③若平衡时溶液的pH＝12，则该反应的平衡常数K为___________。

【答案】SO42- O2＋2H＋＋2e－=H2O2 Cr3+ A （a＋b＋c）kJ·mol－1 Mn2+ b d 小于（L/mol）4

【解析】

(1)电解池阳极发生氧化反应，阳极发生反应的是溶液里的阴离子，阴极发生还原反应；

（2）由表中数据分析，加入量少且使双氧水分解率大的离子就是能使过氧化氢分解反应活化能降低最多的离子，贮运过氧化氢时，可选用的容器材质不能促进双氧水分解;

(3)根据盖斯定律进行分析解答；

(4)①可逆反应达到平衡的判断就是变化的量不变了，②根据反应处于平衡的哪一阶段来考虑，③用三段式列式计算。

根据以上分析解答此题。

（1）该实验目的是阴阳极同步产生H2O2和过硫酸铵[(NH4)2S2O8]，电解池阳极发生氧化反应，阳极的溶液为(NH4)2SO4和稀H2SO4，阳极发生氧化反应的应该是溶液里的阴离子SO42-，阴极区发生还原反应生成H2O2，根据阴极区溶液H2SO4、Na2SO4以及左边有空气不断输入写出反应式：O2＋2H＋＋2e－=H2O2。