Question

H₂O₂在工业、农业、医药上都有广泛的用途．
（1）H₂O₂是二元弱酸，写出第一步的电离方程式

 

，第二步的电离平衡常数表达式K_a2=

 

．
（2）许多物质都可以做H₂O₂分解的催化剂．一种观点认为：在反应过程中催化剂先被H₂O₂氧化（或还原），后又被H₂O₂还原（或氧化）．下列物质都可做H₂O₂分解的催化剂，在反应过程中先被氧化，后被还原的是

 

．
①I^-             ②Fe³⁺              ③Cu²⁺            ④Fe²⁺
（3）用碱性氢氧燃料电池合成H₂O₂，具有效率高，无污染等特点．电池总反应为：H₂+O₂+OH^-=H₂O+HO₂^-．写出正极反应式：

 

．
（4）H₂O₂是一种环境友好的强氧化剂．电镀废水（主要含Cu²⁺、Ni²⁺，还含少量Fe³⁺、Fe²⁺、Cr³⁺等）制备硫酸镍的一种流程如下：

①第（ⅰ）步，加入H₂O₂反应的离子方程式

 

．
②第（ⅱ）步，滤渣中的主要成分在医疗上的用途是

 

．
③为测定NiSO₄?nH₂O的组成，进行如下实验：称取2.627g样品，配制成250.00mL溶液．准确量取配制的溶液25.00mL，用0.04000mol?L^-1的EDTA（Na₂H₂Y）标准溶液滴定Ni²⁺（离子方程式为Ni²⁺+H₂Y^2-=NiY^2-+2H⁺），消耗EDTA标准溶液25.00mL．则硫酸镍晶体的化学式为

 

．

Answer 1

考点：弱电解质在水溶液中的电离平衡,化学方程式的有关计算,氧化还原反应,常见化学电源的种类及其工作原理,化学平衡常数的含义

专题：氧化还原反应专题,电离平衡与溶液的pH专题,电化学专题

分析：（1）H₂O₂为二元弱酸，分2步电离；平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积；
（2）根据在反应过程中先被氧化，后被还原的即化合价先升高，后降低，结合元素的化合价来解答；
（3）碱性氢氧燃料电池工作时，电解质溶液是KOH溶液（碱性电解质），正极是O₂得到电子，发生还原反应，正极的电极反应式为：O₂+H₂O+2e^-=HO₂^-+OH^-；
（4）①根据双氧水有强氧化性，能氧化还原性的物质，如Fe²⁺；
②Cu²⁺能与氨水反应生成氢氧化铜沉淀，氢氧化铜可用于检验尿糖；
③根据关系式：NiSO₄?nH₂O～EDTA进行计算．

解答： 解：（1）H₂O₂为二元弱酸，分2步电离，电离方程式分别为：H₂O₂?H⁺+HO₂^-，HO₂^-?H⁺+O₂^2-，第二步的电离平衡常数表达式K_a2=

C(H+)C(O2 2-)

C(HO2-)

，
故答案为：H₂O₂?H⁺+HO₂^-；

C(H+)C(O2 2-)

C(HO2-)

；
（2）①I^-的化合价可先升高到0价，再降低到-1价，符合题意；
②Fe³⁺的化合价只能先降低，然后再升高，不符合题意；
③Cu²⁺的化合价只能先降低，然后再升高，不符合题意，
④Fe²⁺的化合价可先升高到+3价，再降低到+2价，符合题意，
故选：①④；
（3）碱性氢氧燃料电池工作时，正极是O₂得到电子，发生还原反应，电极反应式为O₂+H₂O+2e^-=HO₂^-+OH^-，故答案为：O₂+H₂O+2e^-=HO₂^-+OH^-；
（4）①双氧水有强氧化性，能氧化Fe²⁺，离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
②滤渣中的主要成分是氢氧化铜，氢氧化铜在医疗上的用途是检验尿糖，故答案为：尿糖的检测；
③NiSO₄?nH₂O～EDTA
   0.001mol    0.04000mol?L^-1×0.025L．
则250.00mL溶液中含有NiSO₄?nH₂O 0.01mol，即

2.627g

(96+58.7+18n)g/mol

=0.01mol，解n=6，所以硫酸镍晶体的化学式为NiSO₄?6H₂O，
故答案为：NiSO₄?6H₂O．

点评：本题是一道综合知识题目，涉及实验操作，电离方程式式、平衡常数、氧化还原反应，原电池、化学计算等，考查学生分析和解决问题的能力，难度较大．