Question

過(guò)氧化氫和臭氧是用途很廣的氧化劑。試回答下列問(wèn)題：

（1）       過(guò)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(yīng)方程式：

           　　　          　　　　　　　　　　

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

（3）       臭氧（O₃）可以使?jié)駶?rùn)的淀粉－碘化鉀試紙變藍(lán)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

KI＋O₃＋H₂O→KOH＋I(xiàn)₂＋O₂（未配平 ）    回答問(wèn)題：

① 還原產(chǎn)物的化學(xué)式為        　　    

② 配平后的化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)狀況下）， 則E處收集的氣體中O₃所占的體積分?jǐn)?shù)

為           （忽略  O ₃ 的分解）。

③ 若C處通入O ₂，則A極的電極反應(yīng)式為：             。

（5）新型O₃氧化技術(shù)對(duì)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(yīng)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(yīng) ，正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖（如圖9）所示。由圖可得出的正確說(shuō)法是           

a．反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)  

b．反應(yīng)物濃度：b點(diǎn)小于c點(diǎn)

c．反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量

d．Δt₁＝Δt₂時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段

Answer 1

【知識(shí)點(diǎn)】氧化還原反應(yīng)原理、電解池原理、化學(xué)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＋I(xiàn)₂＋O₂

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

 （5） d   

   解析：（1）過(guò)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(chǎn)物是水，F(xiàn)e²⁺氧化成Fe³⁺，離子反應(yīng)方程式：H₂O₂+2H⁺+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2H₂O

（2）Na₂O₂ 、K₂O₂、 以及BaO₂都可與酸作用生成過(guò)氧化氫，通過(guò)描述的過(guò)濾可制得，即可知道最適合的過(guò)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(yīng)，電解池陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，故A為陰極．
②C處通入O₂，O₂發(fā)生還原反應(yīng)，在酸性條件下生成水，電極反應(yīng)式為O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．
③若C處不通入O₂，實(shí)質(zhì)為電解水，D處為氫氣，物質(zhì)的量為11.2L÷22.4L/mol=0.5mol，E處為氧氣、臭氧，物質(zhì)的量共為22.4L÷22.4L/mol=1mo，令臭氧的物質(zhì)的量為xmol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)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?jǐn)?shù)為0.1mol÷0.2mol×100%=50%

（4）該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，容器體積不變，故體系壓強(qiáng)恒定．絕熱恒容密閉容器，體系溫度隨反應(yīng)進(jìn)行變化，隨反應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)物的濃度降低，由圖可知，c點(diǎn)以前正反應(yīng)速率增大，說(shuō)明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，c點(diǎn)以后正反應(yīng)速率降低，應(yīng)是濃度影響比溫度影響更大．圖為正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化，說(shuō)明反應(yīng)未到達(dá)平衡．
a．反應(yīng)在c點(diǎn)前，溫度對(duì)速率影響大，c點(diǎn)以后濃度減小對(duì)速率影響大，C點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；
b．反應(yīng)未達(dá)平衡，b點(diǎn)在c點(diǎn)之前，反應(yīng)物濃度：b點(diǎn)大于c點(diǎn)，故b錯(cuò)誤；
c．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，故c錯(cuò)誤；
d．a(chǎn)～b段反應(yīng)速率小于b～c段反應(yīng)速率，△t₁=△t₂時(shí)，b～c段反應(yīng)的NO更多，故NO的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段，故d正確．

【思路點(diǎn)撥】本題考查了電解池反應(yīng)原理、氧化還原反應(yīng)計(jì)算、化學(xué)平衡圖象、關(guān)鍵是閱讀題目獲取信息的能力，需要學(xué)生具備運(yùn)用信息與基礎(chǔ)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．