Question

4．氧元素性质活泼，在众多的含氧化合物中氧元素显-2价，但也能形成一定数量的显正价的化合物．
（1）OF₂是一种棕黄色有恶臭的气体，有极强的氧化性．
①OF₂中氧元素的化合价为+2．
②将F_z通入稀的NaOH溶液中可得到OF₂、盐等物质，相应反应的化学方程式为2F₂+2NaOH=2NaF+H₂O+OF₂．
（2）过氧化氢是一种绿色氧化剂、还原剂，工业上有多种方法制备H₂O₂．
①研究表明，H₂O₂相当于二元弱酸，则它的一级电离方程式为H₂O₂?H⁺+HO₂^-，已知常温下1L的H₂O₂相当于48.3mol，其K₁≈1.67×10　^-12．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Ba（OH）₂+H₂O₂=2H₂O+BaO₂．
②乙基蒽醌法是制备过氧化氢最常用的方法，其主要过程可以用如图表示，写出此过程的总反应方程式H₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$H₂O₂．
③空气阴极法制备H₂O₂是一种环境友好型、节能型制备方法，电解总方程式3H₂O+3O₂ $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$3H₂O₂+O₃，则阳极上电极反应式为2H₂O-2e^-=H₂O₂+2H⁺．
（3）氧也能与钾元素形成K₂O、K₂0₂、KO₂、KO₃等氧化物，其中KO₂是一种比Na₂O₂效率高的供氧剂，写出它与CO₂反应的化学方程式4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂．

Answer 1

分析 （1）①F元素为-1价，根据化合物中化合价的代数和为零计算；
②将F_z通入稀的NaOH溶液中可得到OF₂、NaF和水；
（2）①双氧水可以可作是二元弱酸，说明双氧水分子能发生两步电离，第一步电离出一个氢离子；已知常温下1L的H₂O₂相当于48.3mol，K=$\frac{C（{H}^{+}）•C（H{{O}_{2}}^{-}）}{C（{H}_{2}{O}_{2}）}$=1.67×10 ^-12，H₂O₂与Ba（OH）₂作用形成正盐为BaO₂，同时生成水；
②乙基蒽醌作催化剂，氢气和氧气反应生成双氧水；
③水在阳极上失电子生成双氧水；
（3）过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，则超氧化钾和二氧化碳反应生成碳酸钾和氧气．

解答 解：（1）①F元素为-1价，化合物中化合价的代数和为零，则OF₂中O为+2价，故答案为：+2；
②将F_z通入稀的NaOH溶液中可得到OF₂、NaF和水，其反应方程式为：2F₂+2NaOH=2NaF+H₂O+OF₂，故答案为：2F₂+2NaOH=2NaF+H₂O+OF₂；
（2）①双氧水可以可作是二元弱酸，说明双氧水分子能发生两步电离，第一步电离出一个氢离子，则它的一级电离方程式为H₂O₂?H⁺+HO₂^-；根据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：H₂O₂?H⁺+HO₂^-；9×10^-6mol/L；H₂O₂+Ba（OH）₂=BaO₂+2H₂O；
②通过图示可知，用乙基蒽醌作催化剂制取双氧水，反应为：H₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$H₂O₂，
故答案为：H₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$H₂O₂；
③电解总方程式3H₂O+3O₂$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$3H₂O₂+O₃，水在阳极上失电子生成双氧水，其电极方程式：2H₂O-2e^-=H₂O₂+2H⁺，
故答案为：2H₂O-2e^-=H₂O₂+2H⁺；
（3）过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，则超氧化钾和二氧化碳反应生成碳酸钾和氧气，反应方程式为4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂，
故答案为：4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂．

点评 本题是一道综合知识题目，涉及化合价、弱电解质的电离、电离常数的应用、电解原理的应用、化学方程式的书写等，考查学生分析和解决问题的能力，题目难度中等．