Question

H₂O₂在工業、農業、醫藥上都有廣泛的用途。
（1）H₂O₂是二元弱酸，寫出第一步的電離方程式                       ，第二步的電離平衡常數表達式K_a2＝              。
（2）許多物質都可以做H₂O₂分解的催化劑。一種觀點認為：在反應過程中催化劑先被H₂O₂氧化（或還原），后又被H₂O₂還原（或氧化）。下列物質都可做H₂O₂分解的催化劑，在反應過程中先被氧化，后被還原的是            。
①I^－            ②Fe^3＋             ③Cu^2＋           ④Fe^2＋
（3）用堿性氫氧燃料電池合成H₂O₂，具有效率高，無污染等特點。電池總反應為：
H₂ + O₂ + OH^－ ＝ H₂O + HO₂^－。寫出正極反應式：                  。
（4）H₂O₂是一種環境友好的強氧化劑。電鍍廢水（主要含Cu^2＋、Ni^2＋，還含少量Fe^3＋、Fe^2＋、Cr^3＋ 等）制備硫酸鎳的一種流程如下：

①第（ⅰ）步，加入H₂O₂反應的離子方程式                  。
②第（ⅱ）步，濾渣中的主要成分在醫療上的用途是                。
③為測定NiSO₄·n H₂O的組成，進行如下實驗：稱取2.627g樣品，配制成250.00 mL溶液。準確量取配制的溶液25.00 mL，用0.04000 mol·L^－1的EDTA（Na₂H₂Y）標準溶液滴定Ni²⁺（離子方程式為Ni^2＋+ H₂Y^2－＝NiY^2－+ 2H^＋），消耗EDTA標準溶液25.00 mL。則硫酸鎳晶體的化學式為              。

Answer 1

（1）H₂O₂H^＋ + HO₂^－（2分）   或（3分）
（2）①④（2分）
（3）O₂ + H₂O + 2e^－ ＝ HO₂^－+ OH^－ （3分）
（4）①2H^＋+ 2Fe^2＋+ H₂O₂ ＝ 2Fe^3＋+ 2H₂O（3分）
②尿糖的檢測（2分）
③NiSO₄·6H₂O （3分）

試題分析：（1）第一步電離，1個H₂O₂電離出1個H⁺，電離方程式為：H₂O₂H^＋ + HO₂^－；第二步電離為：HO₂^-O₂²?+H⁺，所以電離平衡常數K_a2＝。
（2）在反應過程中先被氧化，后被還原，說明該物質具有還原性，I?、Fe²⁺具有較強的還原性，故①④正確。
（3）正極為O₂得電子，根據總反應方程式，O₂中O元素化合價降低轉化為HO₂^－，則正極反應方程式為：O₂ + H₂O + 2e^－ ＝ HO₂^－+ OH^－
（4）①廢水中含有Fe²⁺，具有還原性，被H₂O₂氧化，離子方程式為：2H^＋+ 2Fe^2＋+ H₂O₂ ＝ 2Fe^3＋+ 2H₂O
②第（ⅱ）步，濾渣中的主要成分為Cu(OH)₂，在醫療上可用于尿糖的檢測。
③根據方程式：Ni^2＋+ H₂Y^2－＝NiY^2－+ 2H^＋，原樣品含NiSO₄的物質的量為：0.04000mol/L×0.025L×250/25=0.01mol，則該物質的摩爾質量為：2.627g÷0.01mol=262.7g/mol,結晶水的系數為：（262.7-154.7）÷18=6，所以化學式為：NiSO₄·6H₂O