Question

H₂O₂是一种强氧化剂，被广泛应用于水处理及卫生消毒等方面．
（1）H₂O₂不稳定，当其中含Fe²⁺时，会发生反应：H₂O₂+Fe²⁺═?OH+OH^-+Fe³⁺
H₂O₂+Fe³⁺+?OH+OH^-═Fe²⁺+O₂↑+2H₂O，则Fe²⁺在此过程中所起的作用是

 

，当生成336mL O₂（标准状况）时，反应中转移电子的物质的量为

 

mol．
（2）如表是在常压、60℃和不同pH条件下，6mL30%在60min H₂O₂内释放出氧气的体积．则下列说法正确的是

 

．

pH	4.13	5.50	7.00	8.00	9.00	10.10	11.20	13.20
V（O2）/mL	9.0	90	467	595	639	550	500	455

a．pH越大，H₂O₂的分解速率越大
b．pH在9左右，H₂O₂的分解速率最大
c．6mL 30%分解最多释放出的氧气的体积为639mL
d．pH=5.50时，0～60min内，v=1.5mL?min^-1
（3）溶液中H₂O₂的残留量可用一定浓度的酸性KMnO₄溶液来测定，反应中MnO₄^-被还原为Mn²⁺，该反应的离子方程式为

 

．
（4）科学工作者以Ir-Ru/Ti为阳极、ACFC为阴极，在酸性环境、不断通入空气的条件下直接电解水来制备H₂O₂．电解过程中，阳极区溶液的pH_（填“增大”“不变”或“减小”），阴极产生H₂O₂的电极反应式为

 

．若不通空气，则阴极得到的产物是

 

．
（5）己知断裂1mol化学键所需的能量（kJ）：H为436、O=O为498、o-o为143，H-O为463．则H₂（g）+O₂（g）═H₂O₂（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．

Answer 1

考点：氧化还原反应的电子转移数目计算,离子方程式的书写,氧化还原反应,反应热和焓变,化学平衡建立的过程,电解原理

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）反应的总方程式为2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，Fe²⁺起到催化剂的作用；根据方程式结合化合价升降来确定转移电子数；
（2）根据表中的数据确定pH变化和双氧水的分解速率之间的关系；
（3）高锰酸根据有强氧化性，能将双氧水氧化；
（4）电解池的阳极上是阴离子发生失电子的氧化反应，阴极上发生得电子的还原反应，据此回答；
（5）旧键的断裂吸收能量，新键的生成释放能量，两个能量的差值即为反应的能量变化值，当旧键的断裂吸收能量大于新键的生成释放能量，则反应是吸热反应，反之是放热反应．

解答： 解：（1）反应的总方程式为2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，Fe²⁺起到催化剂的作用，根据反应：2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，当生成22400mL O₂（标准状况）时，反应中转移电子的物质的量为2mol，所以当生成336mLO₂（标准状况）时，反应中转移电子的物质的量为0.03mol，故答案为：催化作用（或催化剂）； 0.03；
（2）a．pH越大，H₂O₂的分解速率显示增大，后减小，故错误；
b．从数据可以知道：pH在9左右，H₂O₂的分解速率最大，故正确；
c．6mL 30%分解最多释放出的氧气的体积的最大值应该是pH处于9～10之间，故错误；
d．pH=5.50时，0～60min内，v=

90mL

60min

=1.5mL?min^-1，故正确；
故选：bd；
（3）高锰酸根据有强氧化性，能将双氧水氧化，反应实质是：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O，故答案为：5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O；
（4）电解池的阳极上是阴离子氢氧根离子发生失电子的氧化反应，氢氧根浓度减小，所以pH会减小，阴极上先是氧气发生得电子的还原反应，即O₂+2H⁺+2e^-═H₂O₂，随着空气的不断通入，会在阴极上产生氢气，故答案为：减小；O₂+2H⁺+2e^-═H₂O₂；H₂；
（5）解：拆开化学键的过程是吸收能量的过程，所以拆开1molH₂和1molO₂中的化学键吸收的能量为：436kJ/mol+498kJ/mol=934kJ/mol，形成化学键的过程是释放能量的过程，则形成2molH-O键释放的能量为：463kJ/mol×2=926kJ/mol，形成1molO-O键释放的能量为：143kJ/mol，共释放能量为1069kJ/mol，旧键的断裂吸收能量小于新键的生成释放能量，则反应是放热反应，放出的能量为1069kJ/mol-934kJ/mol=135kJ/mol．
故答案为：-135．

点评：本题考查学生氧化还原反应以及化学反应中的能量变化知识，注意旧键的断裂吸收能量，新键的生成释放能量，二者的大小决定反应的吸放热情况，难度不大．