Question

（17分）H₂O₂是一種強氧化劑，被廣泛應用于水處理及衛生消毒等方面。
（1）H₂O₂不穩定，當其中含Fe^2＋時，會發生反應：
，則Fe^2＋在此過程中所起的作用是______________，當生成336mL O₂（標準狀況）時，反應中轉移電子的物質的量為_______mol。
（2）下表是在常壓、60℃和不同pH條件下，6mL30% H₂O₂在60min內釋放出氧氣的體積。則下列說法正確的是___________。

a．pH越大，H₂O₂的分解速率越大
b．pH在9左右，H₂O₂的分解速率最大
c．6mL 30% H₂O₂分解最多釋放出的氧氣的體積為639mL
d. pH=5.50時，0～60min內，v(O₂)=1.5mL
（3）溶液中H₂O₂的殘留量可用一定濃度的酸性KMnO₄溶液來測定，反應中MnO₄^－
被還原為Mn^2＋，該反應的離子方程式為______________。
（4）科學工作者以Ir-Ru/Ti為陽極、ACFC為陰極，在酸性環境、不斷通入空氣的條件下直接電解水來制備H₂O₂。電解過程中，陽極區溶液的pH_     （填“增大”“不變”或“減小”），陰極產生H₂O₂的電極反應式為_______。若不通空氣，則陰極得到的產物是_______ 。
（5）己知斷裂1mol化學鍵所需的能量
143,H-O為463。則.

Answer 1

（17分）
（1）催化作用（或催化劑）（2分）    0.03（2分）
（2）bd（2分）
（3）5H₂O₂＋2MnO₄^－＋6H^＋=2Mn^2＋＋5O₂↑＋8H₂O（3分）
（4）減�。�2分）     O₂＋2H^＋＋2e^－==H₂O₂（2分）      H₂（2分）
（5）－135（2分）

解析試題分析：（1）反應的總方程式為2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，所以Fe²⁺起到催化劑的作用；O元素由-1價升高至0價，所以對應關系為：O₂ ~ 2e?，n（e?）=2×0.336L÷22.4L/mol=0.03mol。
（2）a、pH大于9.00時，反應速率又逐漸減小，錯誤；b、根據表中數據，pH在9左右，H₂O₂的分解速率最大，正確；c、60min后反應還可能繼續進行，所以6mL 30%的H₂O₂分解最多釋放出的氧氣的體積可能大于639mL，錯誤；d、v(O₂)=90mL÷60min=1.5mLmin^-1，正確。
（3）MnO₄?把H₂O₂氧化為O₂，配平可得離子方程式為：5H₂O₂＋2MnO₄^－＋6H^＋=2Mn^2＋＋5O₂↑＋8H₂O
（4）陽極H₂O失去電子生成的產物含H⁺，H⁺濃度增大，所以陽極區溶液的pH減小；陰極O₂得電子產生H₂O₂，電極反應式為：O₂＋2H^＋＋2e^－=H₂O₂；若不通空氣，陰極上H⁺得電子，則陰極得到的產物是H₂。
（5）根據各物質含有的共價鍵可得：?H=436kJ?mol?¹+498kJ?mol?¹—143kJ?mol?¹—2×463kJ?mol?¹=－135kJ?mol?¹。
考點：本題考查催化劑、電子轉移的計算、化學反應速率、電解原理及應用、?H的計算。