Question

11．過(guò)氧化氫是實(shí)驗(yàn)室常用的試劑，在醫(yī)療、軍事及工業(yè)上用途也非常廣泛．回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)室常用BaO₂與稀硫酸反應(yīng)制取H₂O₂，每生成1molH₂O₂，消耗BaO₂1mol；
（2）用H₂O₂、硼砂（Na₂B₄O₇）及氫氧化鈉可合成過(guò)硼酸鈉（NaBO₃•4H₂O），該反應(yīng)的還原劑是Na₂B₄O₇（填化學(xué)式）；
（3）已知常溫下，H₂O₂?H⁺+HO₂^-，K_a≈4×10^-12，則1mol•L^-1H₂O₂溶液的pH為5.7（已知lg2=0.3）
（4）一種直接電解水并通入O₂制取H₂O₂的裝置如圖所示．電解時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為O₂+2e^-+2H⁺=H₂O₂；電解過(guò)程中陽(yáng)極周?chē)�溶液的pH減小（填“增大”或“減小”）

Answer 1

分析 （1）BaO₂與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和H₂O₂，據(jù)此書(shū)寫(xiě)方程式，根據(jù)方程式計(jì)算每生成1molH₂O₂，消耗BaO₂的物質(zhì)的量；
（2）氧化還原反應(yīng)中，元素化合價(jià)升高的反應(yīng)物為還原劑，根據(jù)題干信息書(shū)寫(xiě)方程式，根據(jù)方程式中元素的化合價(jià)變化分析該反應(yīng)的還原劑；
（3）過(guò)氧化氫是弱電解質(zhì)屬于二元弱酸分部電離，以第一步電離為主；根據(jù)Ka求出氫離子的濃度和pH；
（4）電解時(shí)，陰極上氧氣得電子，生成過(guò)氧化氫，陽(yáng)極電解水生成的氫氣失去電子生成氫離子．

解答 解：（1）BaO₂與稀硫酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成硫酸鋇沉淀和H₂O₂，反應(yīng)方程式為：BaO₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+H₂O₂，由方程式可知，每生成1molH₂O₂，消耗BaO₂1mol，
故答案為：1；
（2）H₂O₂、硼砂（Na₂B₄O₇）及氫氧化鈉可合成過(guò)硼酸鈉（NaBO₃•4H₂O），所以該反應(yīng)的方程式為：4H₂O₂+11H₂O+Na₂B₄O₇+2NaOH=4NaBO₃•4H₂O，該反應(yīng)中：過(guò)氧化氫（O從-1→-2），H₂O₂為氧化劑，硼砂（Na₂B₄O₇）（B從+3→+5），Na₂B₄O₇為還原劑，
故答案為：Na₂B₄O₇；
（3）過(guò)氧化氫是弱電解質(zhì)，H₂O₂溶液顯酸性屬于二元弱酸分部電離，電離的方程式為：H₂O₂?H⁺+HO₂^- HO₂^-?H⁺+O₂^2-以第一步電離為主，Ka₁=4.0×10^-12，則Ka₁=$\frac{c（{H}^{+}）c（H{{O}_{2}}^{-}）}{c（{H}_{2}{O}_{2}）}$=$\frac{c（{H}^{+}）}{1mol/L}$=4.0×10^-12，所以c（H⁺）=2×10^-6mol/L，即pH=6-lg2≈5.7，
故答案為：5.7；
（4）直接電解水并通入O₂制取H₂O₂，陰極電極反應(yīng)式為：O₂+2e^-+2H⁺=H₂O₂，陽(yáng)極電解水生成的氫氣失去電子H₂-2e^-=2H⁺，所以電解過(guò)程中陽(yáng)極周?chē)�溶液的pH減小，
故答案為：O₂+2e^-+2H⁺=H₂O₂；減小．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查過(guò)氧化氫的有關(guān)知識(shí)，為高考常見(jiàn)題型和高頻考點(diǎn)，涉及電解、氧化還原，方程式書(shū)寫(xiě)等，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，本題注意把握化學(xué)基本理論知識(shí)，注意相關(guān)知識(shí)的積累，難度中等．