Question

8．过氧化氢是用途很广的绿色氧化剂，它的水溶液俗称双氧水，常用于消毒、杀菌、漂白等．试回答下列问题：
（1）请写出H₂O₂的电子式．
（2）经测定H₂O₂为二元弱酸，酸性比碳酸还弱，其K₁≈1.67×10 ^-12，不稳定易分解．
①已知Na₂O₂中通入干燥的CO₂不反应，但通入潮湿的CO₂却可以产生O₂，试用化学方程式表示这一过程Na₂O₂+H₂CO₃=H₂O₂+2Na₂CO₃、2H₂O₂=2H₂O+O₂↑．
②已知常温下1L的H₂O₂相当于48.3mol，则该温度下H₂O₂中c（H⁺）约为9×10^-6mol/L，写出它与足量Ba（OH）₂反应的化学方程式为H₂O₂+Ba（OH）₂=BaO₂+2H₂O．
（3）用 H₂O₂和H₂SO₄混合溶液可溶解印刷电路板中的金属铜．
①请写出铜溶解的离子方程式Cu+2H⁺+H₂O₂═Cu²⁺+2H₂O．
②在提纯后的CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀，该反应中氧化产物和还原产物物质的量之比为1：2．
（4）如图是一种用电解原理来制备过氧化氢并用产生的H₂O₂处理废氨水的装置．
①电源的正极为B（填“A”或“B”）．
②阴极室中发生的反应依次为O₂+2H⁺+2e^-=H₂O₂、3H₂O₂+2NH₃•H₂O=N₂+7H₂O．
③理论上电路中每转移3mol电子，最多可以处理NH₃•H₂O的物质的量为1mol．

Answer 1

分析 （1）结构式为H-O-O-H，存在两对共用电子对；
（2）①通入潮湿的CO₂却可以产生O₂，与碳酸反应生成过氧化氢，然后分解生成氧气；
②已知常温下1L的H₂O₂相当于48.3mol，结合K=1.67×10 ^-12计算，H₂O₂与Ba（OH）₂作用形成正盐为BaO₂，同时生成水；
（3）①Cu失去电子，被过氧化氢氧化；
②CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀，Cu元素的化合价降低，则S元素的化合价升高；
（4）①左侧氧气得到电子，则左侧为阴极；
②在该电解池中，阴极有吸附O₂作用为氧气得电子发生还原反应，在酸性条件下生成过氧化氢；
③根据4NH₃+3O₂?2N₂+6H₂O，每转移12mol电子，处理4mol氨气，以此来解答．

解答 解：（1）结构式为H-O-O-H，存在两对共用电子对，其电子式为，故答案为：；
（2）①通入潮湿的CO₂却可以产生O₂，与碳酸反应生成过氧化氢，然后分解生成氧气，发生反应为Na₂O₂+H₂CO₃=H₂O₂+2Na₂CO₃、2H₂O₂=2H₂O+O₂↑，
故答案为：Na₂O₂+H₂CO₃=H₂O₂+2Na₂CO₃、2H₂O₂=2H₂O+O₂↑；
②它的一级电离方程式为H₂O₂?H⁺+HO₂^-，由K=$\frac{c（{H}^{+}）×c（H{{O}_{2}}^{-}）}{c（{H}_{2}{O}_{2}）}$=1.67×10 ^-12，则c（H⁺）=$\sqrt{1.67×1{0}^{-12}×48.3}$=9×10^-6mol/L；H₂O₂与Ba（OH）₂作用形成正盐为BaO₂，同时生成水，其反应的方程式为：H₂O₂+Ba（OH）₂=BaO₂+2H₂O；
故答案为：9×10^-6；H₂O₂+Ba（OH）₂=BaO₂+2H₂O；
（3）①Cu失去电子，被过氧化氢氧化，Cu溶解的离子反应为Cu+2H⁺+H₂O₂═Cu²⁺+2H₂O，故答案为：Cu+2H⁺+H₂O₂═Cu²⁺+2H₂O；   
②CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀，Cu元素的化合价降低，则S元素的化合价升高，发生2Cu²⁺+2Cl^-+SO₃^2-+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺可知，该反应中氧化产物和还原产物物质的量之比为1：2，故答案为：1：2；
（4）①左侧氧气得到电子，则左侧为阴极，则B为电源的正极，故答案为：B；
②在该电解池中，阴极有吸附O₂作用为氧气得电子发生还原反应，在酸性条件下生成过氧化氢，发生的反应为O₂+2H⁺+2e^-=H₂O₂、3H₂O₂+2NH₃•H₂O=N₂+7H₂O，
故答案为：O₂+2H⁺+2e^-=H₂O₂；
③由4NH₃+3O₂?2N₂+6H₂O可知，氨气中的氮元素从-3价变为氮气中的0价，4mol氨气转移12mol电子，所以转移3mol电子，最多可以处理NH₃•H₂O的物质的量为1mol，
故答案为：1．

点评 本题考查氧化还原反应、电化学及计算等，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化及电化学反应原理为解答关键，侧重分析与应用能力的考查，综合性较强，题目难度不大．