题目内容
【题目】臭氧是一种强氧化剂,常用于消毒、灭菌等。
（1）O3与KI溶液反应生成的两种单质是 和 (填分子式)。
（2）已知①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)＝2H2(g)+O2(g)ΔH1=+571.6kJ·mol–1
②焦炭与水反应制氢：C(s)+H2O(g)＝CO(g)+H2(g)ΔH2=+131.3kJ·mol–1
③甲烷与水反应制氢：CH4(g)+H2O(g)＝CO(g)+3H2(g)ΔH3=+206.1kJ·mol–1
则反应CH4(g)＝C(s)+2H2(g)的ΔH= kJ·mol–1
（3）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。已知:O3的起始浓度为 0.021 6 mol/L。
pH t /min T/℃ | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 |
20 | 301 | 231 | 169 | 58 |
30 | 158 | 108 | 48 | 15 |
50 | 31 | 26 | 15 | 7 |
①pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是 。
②在30 ℃、pH=4.0条件下,O3的分解速率为 mol/(L·min)。
③据表中的递变规律,推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为 (填字母)。
A．40 ℃、pH=3.0 B．10 ℃、pH=4.0 C．30 ℃、pH=7.0
（4）O3可由臭氧发生器(原理如图)电解稀硫酸制得。
①图中阴极为 (填“A”或“B”),其电极反应式为 。
②若C处通入O2,则A极的电极反应式为 。
③若C处不通入O2,D、E处分别收集到x L和y L气体(标准状况),则E处收集的气体中O3所占的体积分数为 。(忽略O3的分解)
【答案】
（1）I2、O2（2）74.8
（3）①OH—；②1.00×10-4；③b、a、c
（4）①A；2H++2e—=H2↑；②O2+4H++4e—=2H2O；③(x-2y)/y
【解析】
试题分析：（1）O3与KI溶液反应生成O2、I2及KOH，所以反应方程为，O3+2I-+H2O=O2+I2+2OH-；故答案为：I2、O2；
（2）根据盖斯定律，目标反应CH4(g)═C(s)+2 H2(g)相当于③-②，故△H=△H3-△H2，△H = 206.1 kJmol-1-131.3 kJmol-1 = 74.8 kJmol-1，故答案为：74.8；
（3）①pH增大，则OH-浓度增大，pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是OH-，故答案为：OH-；
②v=
=
=1.00×10-4mol/(Lmin)，故答案为：1.00×10-4；
③由表中数据可知，40°C、pH=3.0时，所需时间在31min～158min之间；10°C、pH=4.0时，所需时间＞231nin；30°C、pH=7.0时，所需时间＜7min，则分解速率依次增大的顺序为b、a、c，故答案为：b、a、c
（4）①由图可知，B极生成O2、O3，B极反应氧化反应，电解池阳极发生氧化反应，故A为阴极，电极反应为2H++2e-═H2↑；故答案为：A；2H++2e-═H2↑；
②C处通入O2，O2发生还原反应，在酸性条件下生成水，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，故答案为：O2+4H++4e-=2H2O；
③若C处不通入O2，实质为电解水，D处为氢气，体积为x L，E处为氧气、臭氧，体积共为y L，令臭氧的体积为ZL，根据电子转移守恒有x×2=Z×3×2+(y-Z)×2×2，解得Z=x-2y，所以E处收集的气体中O3所占的体积分数为
，故答案为：。
