Question

臭氧是一种较为简单的分子，由3个氧原子结合而成．在大气层中，臭氧能够吸收紫外线，使地球生物免遭辐射侵害．臭氧具有极其的氧化性，空气中的O₂放电时可产生O₃：3O₂═2O₃．根据以上信息和相关知识回答下列问题：I．下列判断正确的是

 

（填序号）．
a．O₃分子只具有氧化性不可能具有还原性
b．O₃消毒原理与次氯酸相同
c．O₂转化为O₃的反应属于氧化还原反应
d．将O₃通入FeSO₄溶液中不会出现颜色变化
II．某探究性学习小组为了验证O₃的氧化性强于O₂，进行了下述实验，请参与探究并回答相关问题．
【实验原理】O₃+2KI+H₂O═KOH+I₂+O₂，淀粉溶液遇单质碘变蓝色．
【实验用品】臭氧消毒碗柜、淀粉溶液、KI溶液、滤纸、玻璃片、温度计等．
【实验步骤】①取淀粉溶液与KI溶液混合；
②将两片用滤纸剪成的纸条放在淀粉和KI的混合液中湿润后分别放置于两块洁净的玻璃片上；
③将一块玻璃片 I放进臭氧消毒碗柜中并接通电源生成臭氧．将另一块玻璃片 II放进可控温度的温箱里（温箱里的O₃忽略不计），使温箱的温度与消毒碗柜中的温度相等．
④观察现象并进行记录：试回答下列问题：

时间（min）		0	15	30	45	60	90	120
滤纸 条的 颜色 变化	玻璃片I上的滤纸条	白色	白色	灰色	浅蓝色	蓝色	蓝色	浅蓝色
	玻璃片II上的滤纸条	白色	白色	白色	白色	灰色	灰色	浅蓝色

（1）实验原理中化学反应的反应类型是

 

（填序号）．
a．离子反应       b．置换反应        c．复分解反应      d．氧化还原反应
（2）反应O₃+2KI+H₂O═KOH+I₂+O₂中氧化剂为

 

，还原剂为

 

．
（3）整个实验过程中要保持两块玻璃片所处环境的温度相同的原因是

 

．
（4）从实验数据记录中不能得出的结论是

 

（填序号）．
a．O₃的氧化性比O₂强
b．氧气能氧化KI中的I^-
c．消毒碗柜中只有O₃，没有O₂
d．O₃不仅氧化I^-的速率比氧气快，而且有漂白作用
（5）在O₃氧化KI的反应中，若有9.6g O₃发生反应，则转移电子的物质的量为

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计,臭氧

专题：实验设计题

分析：I．a．O₃分子中氧原子的化合价变化来判断；
b．O₃消毒原理是利用的强氧化性；
c．O₂转化为O₃的反应根据化合价是否变化判断；
d．利用臭氧的强氧化性来判断；
II．通过分析实验现象记录，玻璃片（Ⅰ）上的滤纸先变蓝色，说明O₃先把I^-氧化成I₂，因而氧化性O₃＞O₂；
（1）根据反应应方程式的分析；
（2）根据氧化剂化合价减低，还原剂化合价升高分析；
（3）根据实验研究的方法分析；
（4）根据实验现象分析；
（5）根据得失电子守恒计算．

解答： 解：I．a．因为氧即有负价又有正价，所以O₃分子即具有氧化性又具有还原性，故a错误；
b．O₃消毒原理是利用其强氧化性与次氯酸相同，故b正确；
c．O₂转化为O₃的反应没有化合价变化，所以不属于氧化还原反应，故c错误；
d．因为臭氧具有强氧化性，则将O₃通入FeSO₄溶液中会生成黄色的三价铁离子，故d错误；
故选：b；
II．通过分析实验现象记录，玻璃片（Ⅰ）上的滤纸先变蓝色，说明O₃先把I^-氧化成I₂，因而氧化性O₃＞O₂．
（1）根据O₃+2KI+H₂O═KOH+I₂+O₂，应即属于离子反应又属于氧化还原反应，故选ad；
（2）根据O₃+2KI+H₂O═KOH+I₂+O₂，氧化剂化合价减低即O₃，还原剂化合价升高KI，故答案为：O₃；KI；   
（3）根据实验研究的方法，即讨论臭氧和氧气的氧化性强弱就要求其他因素要保持一致，所以所处环境的温度相同的原因是排除温度变化带来的影响，
故答案为：排除温度变化带来的影响；
（4）根据以上分析，O₃的氧化性比O₂强，氧气能氧化KI中的I^-，以及通过玻璃片I上的滤纸条90分钟到120分钟是颜色变线说明O₃不仅氧化I^-的速率比氧气快，而且有漂白作用，根据玻璃片II上的滤纸条的颜色变化消毒碗柜中也有O₂，故c错误；故选c；      
（5）2KI～O₃～I₂～2e^-
48g　　　2 mol
9.6 g    n（e^-）
n（e^-）=0.4 mol，故答案为：0.4 mol．

点评：本题主要考查了臭氧的强氧化性以及与氧气的氧化性的比较，难度不大，抓住实验的现象来分析本质是解题的关键．