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有关H2O2性质的考查探究

 默然好 2011-03-07
有关H2O2性质的考查探究
2010-05-09 10:00:25 来源:化学辅导站 作者:夏清国 【 】 浏览:219次 评论:0

有关H2O2性质的考查

H2O2是一种无色黏稠液体,它的水溶液俗称双氧水,呈弱酸性,H2O2还具有不稳定性、氧化性、还原性,H2O2的用途很广,常作氧化剂、漂白剂、消毒剂、火箭燃料等。所以,在中学阶段涉及H2O2可以从不同角度出题,题型较多,现归纳如下:

. 考查不稳定性

1. H2O2的沸点比H2O高,但受热易分解。某试剂厂先制得7%~8%H2O2溶液,再浓缩成30%的溶液时,可采用的适宜方法是(   

A. 常压蒸馏                                   B. 减压蒸馏

C. 加生石灰常压蒸馏          D. 加压蒸馏

解析:从混合物中分离出受热易分解或易变质的液态物质,一般采用减压蒸馏或减压分馏。液态物质的沸点压强有关,减小压强能降低其沸点,这样能在较低的温度下使H2O蒸发而H2O2不分解。故选B项。

2. 下列反应适用于实验室制备氧气的是(   

①高锰酸钾受热分解:2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2

②硝酸铵受热分解:2NH4NO3=4H2O+2N2+O2

③过氧化氢分解:2H2O2=2H2O+O2

④二氧化氮的分解:2NO2=2NO+O2

A.           B. ①②              C. ①③              D. ①③④

解析:KMnO4受热分解生成固态物质和O2;NH4NO3受热分解生成两种气体,无法得到纯净的O2 ; H2O2受热分解生成液态物质和O2 ; NO2分解生成两种气体,且NO极易和O2重新化合生成NO2。故选C项。

. 考查弱酸性

3. 已知经测定H2O2为二元弱酸(其酸性比H2CO3弱),它不稳定,易分解生成H2OO2。若向Na2O2中通入干燥的CO2气体,Na2O2CO2不反应。

1)写出H2O2在其水溶液中的电离方程式:________________

2)在一定条件下,请写出H2O2Ba(OH)2反应生成正盐的化学反应方程式:_____

____________________________-

3)用化学反应方程式表示Na2O2和潮湿的CO2气体的反应过程:_____________

解析:(1 ,注意二元弱酸的电离要分步来写,且多元弱酸的电离以第一步电离为主,可以只写第一步的电离方程式。如果是纯H2O2液体,同H2O一样能发生自偶电离:

2

3)根据H2O2的酸性比H2CO3弱,可认为H2CO3Na2O2先反应生成H2O2 : Na2O2 +H2CO3=Na2CO3+ H2O2, H2O2再分解:2H2O2=2H2O+O2↑。

. 考查还原性

4. 某一反应体系有反应物与生成物共五种物质,分别为O2H2CrO4Cr(OH)3H2OH2O2。已知该反应中H2O2只发生如下过程的变化:H2O2 →O2

1)该反应中的还原剂是_______________,发生还原反应过程是_______________

2)若反应转移了0.3mol e,则产生的气体在标准状况下的体积为_______________

解析:(1)从化合价分析,还原剂只有H2O2,发生的还原反应过程是H2CrO4→Cr(OH)3

2)因反应中H2O2只作还原剂,当有1mol O2生成时,电子转移为2mol,所以0.3mol e转移会产生0.15mol O2,即标准状况下体积为3.36L

 

5. 过氧化氢与硫酸酸化的高锰酸钾溶液进行反应生成硫酸钾、硫酸锰、水和氧气,如果过氧化氢中的氧原子是示踪原子(18O),当反应完成后含有示踪原子的物质是(   

A. 硫酸钾           B. 硫酸锰          C. 氧气              D.

解析:过氧化氢遇高锰酸钾呈还原性,被高锰酸钾氧化,氧元素的化合价由-1升高为0。若过氧化氢中的氧原子是示踪原子(18O),当反应完成后,含有示踪原子(18O)的物质是氧气。故选C项。

 

. 考查氧化性(漂白性)

6. 在酸性条件下,许多氧化剂可使KI溶液中的I氧化,例如KIO3(IO3→I2)

 H2O2 ( H2O2→H2O)FeCl3(Fe3+→Fe2+)K2Cr2O7(Cr2O72→Cr3+)。在酸性条件下(足量),各取1L 1mol·L1KI溶液分别与上述四种溶液进行完全反应,则需溶质的物质的量之比n(KIO3):n(H2O2):n(FeCl3):n(K2Cr2O7)= _____________________

解析:当H2O2遇到还原性物质时表现出氧化性,-1O全部变为-2O1mol H2O2转化为2mol H2O,电子转移为2mol;同理1mol IO3转化为0.5mol I2,电子转移为5mol1molFe3+转化为1mol Fe2+,电子转移为1mol1molCr2O72转化为2mol Cr3+,电子转移为6mol。氧化等物质的量的I,即电子转移的物质的量相同,所以,

1/5n(KIO3)=1/2n(H2O2)=n(FeCl3)=1/6n(K2Cr2O7)

n(KIO3):n(H2O2):n(FeCl3):n(K2Cr2O7)=6:15:30:5

7. H2O2溶液滴入含有酚酞的NaOH溶液中,红色消失。甲同学认为这是因为H2O2是二元弱酸(H2O2=H++HO2)消耗了OH,而使酚酞褪色;乙同学认为,H2O2具有强氧化性,将酚酞氧化,红色消失。试设计一个简单易行的实验验证甲、乙两同学的解释哪个正确:_______________________

解析:为了验证甲、乙两同学的说法是否正确,最简单易行的方法是向褪色后的溶液中加入过量的NaOH溶液,如果溶液重新变红,说明甲同学的说法正确;如果溶液不变红,说明乙同学的说法正确。

. 考查反应过程

8. 已知下列反应在一定条件下可以发生:

H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O

H2O2+2Fe3+=2Fe2++2H++O2

1)在以上反应中Fe2+实际起着___________作用,总化学反应方程式为__________

2I2也与Fe2+一样发生上述类似反应,类比(1)在下面填上合适的化学反应方程式:H2O2+I2 =2HIO___________________;总化学反应方程式为___________________

3)在H2SO4KI的混合溶液中加入足量的H2O2,放出大量的无色气体,溶液呈棕色,并可以使淀粉变蓝。有学生认为该反应的离子方程式为H2O2+2I=I2+2H++ O2↑,这个方程式正确吗?___________________。若正确,理由是___________________;若不正确,则写出正确的化学反应方程式:__________________

解析:这是一个有关H2O2参与反应过程的探究性问题。从(1)中两个化学反应方程式可知H2O2分别作氧化剂和还原剂,合并,可得总化学反应方程式:2H2O2=2H2O+O2↑,虽然Fe2+参与了反应,但在反应后Fe2+并未消耗,起着催化剂作用。(2)中I2也起催化剂作用,所以生成的HIO接着与H2O2反应生成I2,化学反应方程式为H2O2+2HIO=I2+2H2O+O2↑,H2O2则转化为O2,合并后可得总化学反应方程式:2H2O2=2H2O+O2↑。(3)中化学反应方程式不正确,因为在反应中OI的化合价均升高,没有化合价降低的元素;正确的化学反应方程式为H2O2+2I+2H+=I2+2H2O2H2O2=2H2O+O2↑。

这是一个关于H2O2结构的推测、验证的新信息探究题。题目充分体现出化学问题探究的一般过程,培养了学生科学的探究方法,锻炼了学生的探究能力。

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