Question

過氧化氫和臭氧是用途很廣的氧化劑。試回答下列問題：

（1）       過氧化氫是一種綠色氧化劑，寫出在酸性條件下H₂O₂氧化氯化亞鐵的離子反應方程式：

           　　　          　　　　　　　　　　

（2）       Na₂O₂ 、K₂O₂、 以及BaO₂都可與酸作用生成過氧化氫，目前實驗室制取過氧化氫可通過上述某種過氧化物與適量稀硫酸作用，過濾即可制得。最適合的過氧化物是____________（寫電子式），

（3）       臭氧（O₃）可以使?jié)駶櫟牡矸郏�碘化鉀試紙變藍，反應的化學方程式為：

KI＋O₃＋H₂O→KOH＋I₂＋O₂（未配平 ）    回答問題：

① 還原產物的化學式為        　　    

② 配平后的化學方程式是                                  

（4）O₃  可由臭氧發(fā)生器（原理如圖8所示）電解稀硫酸制得。

①圖中陰極為      （填“A”或“B”）。

② 若C處不通入O ₂ ，D、E處分別收集到11．2L和4．48L

氣體（標準狀況下）， 則E處收集的氣體中O₃所占的體積分數

為           （忽略  O ₃ 的分解）。

③ 若C處通入O ₂，則A極的電極反應式為：             。

（5）新型O₃氧化技術對燃煤煙氣中的NOx和SO₂脫除效果顯著，鍋爐煙氣中的NOx 95％以上是以NO形式存在的，可發(fā)生反應NO（g）+ O₃ （g）NO₂（g）+ O₂ （g）。在一定條件下，將NO和O₃通入絕熱恒容密閉容器中發(fā)生上述反應 ，正反應速率隨時間變化的示意圖（如圖9）所示。由圖可得出的正確說法是           

a．反應在c點達到平衡狀態(tài)  

b．反應物濃度：b點小于c點

c．反應物的總能量低于生成物的總能量

d．Δt₁＝Δt₂時，NO的轉化率：a～b段小于b～c段

Answer 1

【知識點】氧化還原反應原理、電解池原理、化學平衡  B3  F4  G3   G4

【答案解析】（1）H₂O₂+2H⁺+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O

（2）電子式 ( 略)     

（3） KOH    O₃＋2KI＋H₂O＝2KOH＋I₂＋O₂

(4)  ① A    ②50%      ③   O₂＋4H^＋＋4e^－=2H₂O         

 （5） d   

   解析：（1）過氧化氫是一種綠色氧化劑，在酸性條件下H₂O₂氧化氯化亞鐵，H₂O₂的還原產物是水，Fe²⁺氧化成Fe³⁺，離子反應方程式：H₂O₂+2H⁺+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O

（2）Na₂O₂ 、K₂O₂、 以及BaO₂都可與酸作用生成過氧化氫，通過描述的過濾可制得，即可知道最適合的過氧化物是BaO₂

（3）①由圖可知，B極生成O₂、O₃，B極發(fā)生氧化反應，電解池陽極發(fā)生氧化反應，故A為陰極．
②C處通入O₂，O₂發(fā)生還原反應，在酸性條件下生成水，電極反應式為O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．
③若C處不通入O₂，實質為電解水，D處為氫氣，物質的量為11.2L÷22.4L/mol=0.5mol，E處為氧氣、臭氧，物質的量共為22.4L÷22.4L/mol=1mo，令臭氧的物質的量為xmol，根據電子轉移守恒有0.5mol×2=xmol×3×2+（0.2mol-xmol）×2×2，解得x=0.1，所以E處收集的氣體中O₃所占的體積分數為0.1mol÷0.2mol×100%=50%

（4）該反應反應前后氣體的物質的量不變，容器體積不變，故體系壓強恒定．絕熱恒容密閉容器，體系溫度隨反應進行變化，隨反應進行反應物的濃度降低，由圖可知，c點以前正反應速率增大，說明正反應為放熱反應，c點以后正反應速率降低，應是濃度影響比溫度影響更大．圖為正反應速率隨時間變化，說明反應未到達平衡．
a．反應在c點前，溫度對速率影響大，c點以后濃度減小對速率影響大，C點未達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b．反應未達平衡，b點在c點之前，反應物濃度：b點大于c點，故b錯誤；
c．該反應為放熱反應，反應物的總能量高于生成物的總能量，故c錯誤；
d．a～b段反應速率小于b～c段反應速率，△t₁=△t₂時，b～c段反應的NO更多，故NO的轉化率：a～b段小于b～c段，故d正確．

【思路點撥】本題考查了電解池反應原理、氧化還原反應計算、化學平衡圖象、關鍵是閱讀題目獲取信息的能力，需要學生具備運用信息與基礎知識分析問題、解決問題的能力．