题目内容
（14分）H2O2是一种常用绿色氧化剂，在化学研究中应用广泛。
（1）空气阴极法电解制备H2O2的装置如下图所示，主要原理是在碱性电解质溶液中，通过利用空气中氧气在阴极还原得到H2O2和稀碱的混合物。
试回答：
①直流电源的a极名称是 。
②阴极电极反应式为 。
③1979年，科学家们用CO、O2和水在三苯膦钯的催化下制得了H2O2。相对于电解法，该方法具有的优点是安全、 。
（2）Fe3+对H2O2的分解具有催化作用。利用图(a)和(b)中的信息，按图(c)装置（连通的A、B瓶中已充有NO2气体）进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的 （填“深”或“浅”），其原因是 。
（3）用H2O2 和H2SO4 的混合溶液可溶解印刷电路板金属粉末中的铜。反应的离子方程式是 ，控制其它条件相同，印刷电路板的金属粉末用10%H2O2 和3.0mol·L－1H2SO4溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）
温度（℃） | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
Cu的平均溶解速率 （×10－3mol·min－1） | 7.34 | 8.01 | 9.25 | 7.98 | 7.24 | 6.73 | 5.76 |
当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，其主要原因是 。
（1）①正极 ② O2 + 2e－+ 2H2O＝H2O2 + 2OH－ ③能耗低
（2）①深 ②H2O2分解放热，使平衡2NO2
N2O4向生成NO2方向移动
（3）Cu + H2O2 +2H+＝Cu2+ + 2H2O；温度升高，H2O2分解速率加快 （每空2分）
【解析】
试题分析：（1）①根据装置图可知，与电源b极相连的电极产生双氧水，由于利用空气中氧气在阴极还原得到H2O2和稀碱的混合物，这说明该电极是阴极，即b是负极，则a是正极。
②电解池中阴极得到电子，发生还原反应，双氧水在阴极产生，则阴极电极反应式为O2 + 2e－+ 2H2O＝H2O2 + 2OH－。
③由于电解法需要消耗大量的电能，所以该方法的另外一个优点是能耗低。
（2）由于Fe3+对H2O2的分解具有催化作用，根据图像可知而双氧水分解是放热反应，所以B瓶中溶液温度高。又因为NO2转化为N2O3是放热反应，升高温度促使平衡2NO2N2O4向生成NO2方向移动，所以颜色深。
（3）双氧水具有氧化性，在稀硫酸溶液中能把铜氧化生成硫酸铜和水，反应的离子方程式为Cu + H2O2 +2H+＝Cu2+ + 2H2O。由于双氧水不稳定，受热易分解，温度过高时导致H2O2分解速率加快，因此铜的平均溶解速率随着反应温度的升高反而下降。
考点：考查电化学原理的应用、双氧水性质以及外界条件对反应速率和平衡状态的影响
习题精选系列答案
2NH3(g) △H＜0，其他条件不变时升高温度，反应速率v(H2)和氢气的平衡转化率均增大
的值减小
2NaNO3(s)+2NO(g)+ Cl2(g)，ΔH下列各组物质中，不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是
组别 | 甲 | 乙 | 丙 |
A | Mg | FeSO4 | O2 |
B | Al2O3 | HCl | NaOH |
C | CO2 | H2O | Na2O2 |
D | NaHCO3 | Ca(OH)2 | Na2CO3 |
物质
Fe3O4＋S4O62－＋2H2O。下列说法正确的是