Question

4．过氧化氢（H₂O₂）有广泛的用途．工业上用电解硫酸氢铵水溶液的方法制备过氧化氢，其反应原理是：2NH₄HSO₄$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$（NH₄）₂S₂O₈+H₂↑，
（NH₄）₂S₂O₈+2H₂O═2NH₄HSO₄+H₂O₂．其流程如下：
回答下列问题：
（1）根据以上反应原理可知，电解硫酸氢铵溶液时，阴极的电极反应方程式是：
2H⁺+2e^-═H₂↑．
（2）在上流程图中，采用减压蒸馏的原因是：过氧化氢不稳定，受热容易分解，减小气压，使液体沸点降低．
可循环利用的物质是NH₄HSO₄．
（3）过氧化氢具有的化学性质是ACD．
A．不稳定性     B．弱碱性    C．氧化性    D．还原性
（4）硫酸铜溶液中混有少量硫酸亚铁．在除去杂质的过程中，使用过氧化氢时反应的离子方程式是2 Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
（5）在硫酸的存在下，用过氧化氢与乙酸作用制备过氧乙酸（CH₃COOOH）的化学方程式是：CH₃COOH+H₂O₂$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$CH₃COOOH+H₂O．

Answer 1

分析 （1）电解硫酸氢铵水溶液得到（NH₄）₂S₂O₈和H₂，电解池中阴极是得到电子发生还原反应；
（2）根据过氧化氢不稳定，受热容易分解分析；根据反应流程中（NH₄）₂S₂O₈+2H₂O═2NH₄HSO₄+H₂O₂反应分析；
（3）根据过氧化氢受热易分解和过氧化氢中氧元素的化合价是-1价，处于中间价态分析判断；
（4）过氧化氢具有氧化性，能把亚铁离子氧化生成铁离子；
（5）在硫酸的作用下，过氧化氢与乙酸反应生成过氧乙酸和水，据此书写方程式．

解答 解：（1）电解硫酸氢铵水溶液得到（NH₄）₂S₂O₈和H₂，电解池中阴极是得到电子的，所以为溶液中的氢离子放电，方程式是2H⁺+2e^-═H₂↑，故答案为：2H⁺+2e^-═H₂↑；
（2）由于过氧化氢不稳定，受热容易分解，所以减小气压，能使液体沸点降低，易于蒸发出；根据反应流程可知，（NH₄）₂S₂O₈+2H₂O═2NH₄HSO₄+H₂O₂，在生成双氧水的同时，还生成NH₄HSO₄，所以能循环使用的是NH₄HSO₄，故答案为：过氧化氢不稳定，受热容易分解，减小气压，使液体沸点降低；NH₄HSO₄；
（3）过氧化氢不稳定，受热易分解，同时过氧化氢中氧元素的化合价是-1价，处于中间价态，因此既有氧化性，还有还原性，故选：ACD；
（4）过氧化氢具有氧化性，能把亚铁离子氧化生成铁离子，再通过调节pH值使铁离子沉淀铜离子不沉淀，则过氧化氢把亚铁离子氧化生成铁离子的离子方程式是2 Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，故答案为：2 Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（5）在硫酸的作用下，过氧化氢与乙酸反应生成过氧乙酸和水，方程式为：CH₃COOH+H₂O₂$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$CH₃COOOH+H₂O，故答案为：CH₃COOH+H₂O₂$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$CH₃COOOH+H₂O．

点评 本题考查了实验制备实验方案设计，同时考查了电解池原理以及过氧化氢的性质，了解物质的性质是解本题关键，难度中等．