Question

3．氧元素的性质非常活泼，在化合物中通常显-2价，但在一些化合物也可显正价．
（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+2．
②将F₂气通入到NaOH溶液中可得到OF₂、盐等物质，写出有关的化学方程式2F₂+2NaOH=2NaF+H₂O+OF₂
（2）过氧化氢是一种绿色氧化剂，也具有还原性，工业上有多种方法制备H₂O₂
①H₂O₂相当于二元弱酸，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 其中K1≈1.67X10^-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H₂O₂+Ba（OH）₂=BaO₂+2H₂O．
②乙基蒽醌法是制备过氧化氢最常用的方法，其主要过程可用图1表示，写出此过程总反应的方程式H₂+O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$H₂O₂．

③空气阴极法是制备H₂O₂是一种环境友好型、结能型的制备方法法，电解的总反应方程式为：3H₂O+3O₂$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$3H₂O₂+O₃，则阳极的电极反应式为2H₂O-2e^-=H₂O₂+2H⁺．
（3）氧气与钾反应可生成多种氧化物：K₂O、K₂O₂、KO₂，写出KO₂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=$\frac{c（H{\;}^{+}）•c（HO{\;}_{2}{\;}^{-}）}{c（H{\;}_{2}O{\;}_{2}）}$=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=$\frac{c（H{\;}^{+}）•c（HO{\;}_{2}{\;}^{-}）}{c（H{\;}_{2}O{\;}_{2}）}$=1.67×10 ^-12；则c（H⁺）=$\sqrt{1.67×10{\;}^{-12}×48.3}$=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，难度较大．