Question

过氧化氢和臭氧是用途很广的氧化剂。试回答下列问题：

（1）       过氧化氢是一种绿色氧化剂，写出在酸性条件下H₂O₂氧化氯化亚铁的离子反应方程式：

           　　　          　　　　　　　　　　

（2）       Na₂O₂ 、K₂O₂、 以及BaO₂都可与酸作用生成过氧化氢，目前实验室制取过氧化氢可通过上述某种过氧化物与适量稀硫酸作用，过滤即可制得。最适合的过氧化物是____________（写电子式），

（3）       臭氧（O₃）可以使湿润的淀粉－碘化钾试纸变蓝，反应的化学方程式为：

KI＋O₃＋H₂O→KOH＋I₂＋O₂（未配平 ）    回答问题：

① 还原产物的化学式为        　　    

② 配平后的化学方程式是                                  

（4）O₃  可由臭氧发生器（原理如图8所示）电解稀硫酸制得。

①图中阴极为      （填“A”或“B”）。

② 若C处不通入O ₂ ，D、E处分别收集到11．2L和4．48L

气体（标准状况下）， 则E处收集的气体中O₃所占的体积分数

为           （忽略  O ₃ 的分解）。

③ 若C处通入O ₂，则A极的电极反应式为：             。

（5）新型O₃氧化技术对燃煤烟气中的NOx和SO₂脱除效果显著，锅炉烟气中的NOx 95％以上是以NO形式存在的，可发生反应NO（g）+ O₃ （g）NO₂（g）+ O₂ （g）。在一定条件下，将NO和O₃通入绝热恒容密闭容器中发生上述反应 ，正反应速率随时间变化的示意图（如图9）所示。由图可得出的正确说法是           

a．反应在c点达到平衡状态  

b．反应物浓度：b点小于c点

c．反应物的总能量低于生成物的总能量

d．Δt₁＝Δt₂时，NO的转化率：a～b段小于b～c段

Answer 1

【知识点】氧化还原反应原理、电解池原理、化学平衡  B3  F4  G3   G4

【答案解析】（1）H₂O₂+2H⁺+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O

（2）电子式 ( 略)     

（3） KOH    O₃＋2KI＋H₂O＝2KOH＋I₂＋O₂

(4)  ① A    ②50%      ③   O₂＋4H^＋＋4e^－=2H₂O         

 （5） d   

   解析：（1）过氧化氢是一种绿色氧化剂，在酸性条件下H₂O₂氧化氯化亚铁，H₂O₂的还原产物是水，Fe²⁺氧化成Fe³⁺，离子反应方程式：H₂O₂+2H⁺+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O

（2）Na₂O₂ 、K₂O₂、 以及BaO₂都可与酸作用生成过氧化氢，通过描述的过滤可制得，即可知道最适合的过氧化物是BaO₂

（3）①由图可知，B极生成O₂、O₃，B极发生氧化反应，电解池阳极发生氧化反应，故A为阴极．
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．
③若C处不通入O₂，实质为电解水，D处为氢气，物质的量为11.2L÷22.4L/mol=0.5mol，E处为氧气、臭氧，物质的量共为22.4L÷22.4L/mol=1mo，令臭氧的物质的量为xmol，根据电子转移守恒有0.5mol×2=xmol×3×2+（0.2mol-xmol）×2×2，解得x=0.1，所以E处收集的气体中O₃所占的体积分数为0.1mol÷0.2mol×100%=50%

（4）该反应反应前后气体的物质的量不变，容器体积不变，故体系压强恒定．绝热恒容密闭容器，体系温度随反应进行变化，随反应进行反应物的浓度降低，由图可知，c点以前正反应速率增大，说明正反应为放热反应，c点以后正反应速率降低，应是浓度影响比温度影响更大．图为正反应速率随时间变化，说明反应未到达平衡．
a．反应在c点前，温度对速率影响大，c点以后浓度减小对速率影响大，C点未达到平衡状态，故a错误；
b．反应未达平衡，b点在c点之前，反应物浓度：b点大于c点，故b错误；
c．该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故c错误；
d．a～b段反应速率小于b～c段反应速率，△t₁=△t₂时，b～c段反应的NO更多，故NO的转化率：a～b段小于b～c段，故d正确．

【思路点拨】本题考查了电解池反应原理、氧化还原反应计算、化学平衡图象、关键是阅读题目获取信息的能力，需要学生具备运用信息与基础知识分析问题、解决问题的能力．