Question

8．過氧化氫是用途很廣的綠色氧化劑，它的水溶液俗稱雙氧水，常用于消毒、殺菌、漂白等．試回答下列問題：
（1）請寫出H₂O₂的電子式．
（2）經(jīng)測定H₂O₂為二元弱酸，酸性比碳酸還弱，其K₁≈1.67×10 ^-12，不穩(wěn)定易分解．
①已知Na₂O₂中通入干燥的CO₂不反應(yīng)，但通入潮濕的CO₂卻可以產(chǎn)生O₂，試用化學(xué)方程式表示這一過程Na₂O₂+H₂CO₃=H₂O₂+2Na₂CO₃、2H₂O₂=2H₂O+O₂↑．
②已知常溫下1L的H₂O₂相當(dāng)于48.3mol，則該溫度下H₂O₂中c（H⁺）約為9×10^-6mol/L，寫出它與足量Ba（OH）₂反應(yīng)的化學(xué)方程式為H₂O₂+Ba（OH）₂=BaO₂+2H₂O．
（3）用 H₂O₂和H₂SO₄混合溶液可溶解印刷電路板中的金屬銅．
①請寫出銅溶解的離子方程式Cu+2H⁺+H₂O₂═Cu²⁺+2H₂O．
②在提純后的CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加熱，生成CuCl沉淀，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為1：2．
（4）如圖是一種用電解原理來制備過氧化氫并用產(chǎn)生的H₂O₂處理廢氨水的裝置．
①電源的正極為B（填“A”或“B”）．
②陰極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為O₂+2H⁺+2e^-=H₂O₂、3H₂O₂+2NH₃•H₂O=N₂+7H₂O．
③理論上電路中每轉(zhuǎn)移3mol電子，最多可以處理NH₃•H₂O的物質(zhì)的量為1mol．

Answer 1

分析 （1）結(jié)構(gòu)式為H-O-O-H，存在兩對共用電子對；
（2）①通入潮濕的CO₂卻可以產(chǎn)生O₂，與碳酸反應(yīng)生成過氧化氫，然后分解生成氧氣；
②已知常溫下1L的H₂O₂相當(dāng)于48.3mol，結(jié)合K=1.67×10 ^-12計算，H₂O₂與Ba（OH）₂作用形成正鹽為BaO₂，同時生成水；
（3）①Cu失去電子，被過氧化氫氧化；
②CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加熱，生成CuCl沉淀，Cu元素的化合價降低，則S元素的化合價升高；
（4）①左側(cè)氧氣得到電子，則左側(cè)為陰極；
②在該電解池中，陰極有吸附O₂作用為氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，在酸性條件下生成過氧化氫；
③根據(jù)4NH₃+3O₂?2N₂+6H₂O，每轉(zhuǎn)移12mol電子，處理4mol氨氣，以此來解答．

解答 解：（1）結(jié)構(gòu)式為H-O-O-H，存在兩對共用電子對，其電子式為，故答案為：；
（2）①通入潮濕的CO₂卻可以產(chǎn)生O₂，與碳酸反應(yīng)生成過氧化氫，然后分解生成氧氣，發(fā)生反應(yīng)為Na₂O₂+H₂CO₃=H₂O₂+2Na₂CO₃、2H₂O₂=2H₂O+O₂↑，
故答案為：Na₂O₂+H₂CO₃=H₂O₂+2Na₂CO₃、2H₂O₂=2H₂O+O₂↑；
②它的一級電離方程式為H₂O₂?H⁺+HO₂^-，由K=$\frac{c（{H}^{+}）×c（H{{O}_{2}}^{-}）}{c（{H}_{2}{O}_{2}）}$=1.67×10 ^-12，則c（H⁺）=$\sqrt{1.67×1{0}^{-12}×48.3}$=9×10^-6mol/L；H₂O₂與Ba（OH）₂作用形成正鹽為BaO₂，同時生成水，其反應(yīng)的方程式為：H₂O₂+Ba（OH）₂=BaO₂+2H₂O；
故答案為：9×10^-6；H₂O₂+Ba（OH）₂=BaO₂+2H₂O；
（3）①Cu失去電子，被過氧化氫氧化，Cu溶解的離子反應(yīng)為Cu+2H⁺+H₂O₂═Cu²⁺+2H₂O，故答案為：Cu+2H⁺+H₂O₂═Cu²⁺+2H₂O；   
②CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加熱，生成CuCl沉淀，Cu元素的化合價降低，則S元素的化合價升高，發(fā)生2Cu²⁺+2Cl^-+SO₃^2-+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺可知，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為1：2，故答案為：1：2；
（4）①左側(cè)氧氣得到電子，則左側(cè)為陰極，則B為電源的正極，故答案為：B；
②在該電解池中，陰極有吸附O₂作用為氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，在酸性條件下生成過氧化氫，發(fā)生的反應(yīng)為O₂+2H⁺+2e^-=H₂O₂、3H₂O₂+2NH₃•H₂O=N₂+7H₂O，
故答案為：O₂+2H⁺+2e^-=H₂O₂；
③由4NH₃+3O₂?2N₂+6H₂O可知，氨氣中的氮元素從-3價變?yōu)榈獨庵械?價，4mol氨氣轉(zhuǎn)移12mol電子，所以轉(zhuǎn)移3mol電子，最多可以處理NH₃•H₂O的物質(zhì)的量為1mol，
故答案為：1．

點評 本題考查氧化還原反應(yīng)、電化學(xué)及計算等，為高頻考點，把握反應(yīng)中元素的化合價變化及電化學(xué)反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度不大．