Question

（17分）H₂O₂是一种强氧化剂，被广泛应用于水处理及卫生消毒等方面。
（1）H₂O₂不稳定，当其中含Fe^2＋时，会发生反应：
，则Fe^2＋在此过程中所起的作用是______________，当生成336mL O₂（标准状况）时，反应中转移电子的物质的量为_______mol。
（2）下表是在常压、60℃和不同pH条件下，6mL30% H₂O₂在60min内释放出氧气的体积。则下列说法正确的是___________。

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分解最多释放出的氧气的体积为639mL
d. pH=5.50时，0～60min内，v(O₂)=1.5mL
（3）溶液中H₂O₂的残留量可用一定浓度的酸性KMnO₄溶液来测定，反应中MnO₄^－
被还原为Mn^2＋，该反应的离子方程式为______________。
（4）科学工作者以Ir-Ru/Ti为阳极、ACFC为阴极，在酸性环境、不断通入空气的条件下直接电解水来制备H₂O₂。电解过程中，阳极区溶液的pH_     （填“增大”“不变”或“减小”），阴极产生H₂O₂的电极反应式为_______。若不通空气，则阴极得到的产物是_______ 。
（5）己知断裂1mol化学键所需的能量
143,H-O为463。则.

Answer 1

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

解析试题分析：（1）反应的总方程式为2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，所以Fe²⁺起到催化剂的作用；O元素由-1价升高至0价，所以对应关系为：O₂ ~ 2e?，n（e?）=2×0.336L÷22.4L/mol=0.03mol。
（2）a、pH大于9.00时，反应速率又逐渐减小，错误；b、根据表中数据，pH在9左右，H₂O₂的分解速率最大，正确；c、60min后反应还可能继续进行，所以6mL 30%的H₂O₂分解最多释放出的氧气的体积可能大于639mL，错误；d、v(O₂)=90mL÷60min=1.5mLmin^-1，正确。
（3）MnO₄?把H₂O₂氧化为O₂，配平可得离子方程式为：5H₂O₂＋2MnO₄^－＋6H^＋=2Mn^2＋＋5O₂↑＋8H₂O
（4）阳极H₂O失去电子生成的产物含H⁺，H⁺浓度增大，所以阳极区溶液的pH减小；阴极O₂得电子产生H₂O₂，电极反应式为：O₂＋2H^＋＋2e^－=H₂O₂；若不通空气，阴极上H⁺得电子，则阴极得到的产物是H₂。
（5）根据各物质含有的共价键可得：?H=436kJ?mol?¹+498kJ?mol?¹—143kJ?mol?¹—2×463kJ?mol?¹=－135kJ?mol?¹。
考点：本题考查催化剂、电子转移的计算、化学反应速率、电解原理及应用、?H的计算。