Question

【題目】臭氧（O3）是地球大氣中一種微量氣體，主要分布在10～50km高度的平流層大氣中。它吸收對人體有害的短波紫外線，防止其到達地球，保護地球表面生物不受紫外線侵害。生活中，臭氧食具消毒柜是通過臭氧進行食具消毒。臭氧支持燃燒，可燃物在臭氧中燃燒較氧氣中更加劇烈。某興趣小組對臭氧進行如下探究。

資料：①臭氧可由氧氣通過高壓電擊轉變而得；②臭氧微溶于水，能使紅色品紅溶液變為無色；③臭氧用作氣體消毒劑，但濃度超標時對人體有毒副作用。

（探究一）　臭氧氣體的制備

（1）利用圖中A裝置可制得氧氣的化學方程式是_________________________；A裝置還可用于實驗室制取_______，可用__________________反應來制取。

（2）將A中制得的氧氣依次通過B和C裝置，開啟C中高壓電開關，在C裝置導管末端接上集氣裝置，就可收集到臭氧。B裝置的作用是___________________。將帶火星的木條伸入集滿臭氧的集氣瓶中，可觀察到的現象是___________________。

（3）圖中C裝置中產生臭氧的化學反應方程式是___________________________。除電擊法制取臭氧外，用過氧化鋇（BaO2）固體與濃硫酸反應也可制臭氧，同時生成硫酸鋇和水。反應的化學方程式為____________________。

（4）將A中制得的氧氣依次通過B和C、D裝置，開啟C中高壓電開關，根據______現象說明氧氣轉變成臭氧。

（5）從安全、環保角度看，上述裝置不足之處是___________________。

（探究二）　影響臭氧分解速率的因素

O3在水中易分解，一定條件下，O3的濃度減少一半所需的時間(t)如表所示。

（6）從表中數據進行分析，臭氧的分解速率與_________、__________有關。據表推測臭氧的分解速率受溫度影響情況是_____________________。

Answer 1

【答案】 2H2O2 2H2O + O2↑ 二氧化碳(CO2 ) 石灰石(或大理石)和稀鹽酸 吸收水蒸氣(其他合理答案亦) 木條復燃（或劇烈燃燒） 3O22O3 3BaO2+3H2SO4(濃) ＝3BaSO4+ 3H2O+ O3↑ D中品紅溶液變為無色 沒有尾氣處理裝置，臭氧濃度超標時對人體有毒副作用 溫度 pH值（酸堿度） 溫度越高臭氧的分解速率越快

【解析】（1）A裝置屬固液在常溫下反應的裝置，故是用過氧化氫制取氧氣，反應的化學方程式表示為2H2O2 2H2O + O2↑；實驗室用石灰石或大理石制取二氧化碳也屬固液在常溫下反應的裝置，也可用A裝置做發生裝置；（2）濃硫酸具有吸水性，故B裝置的作用是干燥臭氧；根據信息可知臭氧具有助燃性，故將帶火星的木條伸入集滿臭氧的集氣瓶中，可觀察到帶火星的小木條復燃；（3）臭氧可由氧氣通過高壓電擊轉變而得，故反應的化學方程式表示為3O22O3；根據描述“過氧化鋇（BaO2）固體與濃硫酸反應也可制臭氧，同時生成硫酸鋇和水”，可知該反應的反應物是過氧化鋇與濃硫酸，生成物是硫酸鋇和水，反應的化學方程式表示為3BaO2+3H2SO4(濃) ＝3BaSO4+ 3H2O+ O3↑；（4）臭氧能使紅色品紅溶液變為無色，故若D中品紅溶液變為無色說明氧氣轉變成臭氧；（5）臭氧濃度超標時對人體有毒副作用，故該裝置應該要有尾氣處理裝置；（6）從表中數據進行分析，臭氧的分解速率與溫度、酸堿度有關系，溫度越高臭氧的分解速率越快，酸性越弱，分解速率越快。