Question

12．过氧化氢（H₂O₂）是淡蓝色的黏稠液体，水溶液为无色透明液体，俗称双氧水，可以看作二元弱酸．
（1）H₂O₂在水中的电离方程式是H₂O₂?H⁺+HO₂^-、HO₂^-?H⁺+O₂^2-．
（2）H₂O₂常被称为“绿色”氧化剂的原因是其还原产物是H₂O，对环境无污染．
（3）向1mol/L FeCl₂溶液中滴加30%双氧水，除观察到双氧水分解产生的大量无色气泡外，还观察到浅绿色溶液逐渐变为红褐色，并测得其pH由反应前的3.69变为1.84．实验证明所得液体属于胶体，其方法是丁达尔效应；上述Fe²⁺被氧化成红褐色胶体的离子方程式是2Fe²⁺+H₂O₂+4H₂O=2Fe（OH）₃（胶体）+4H⁺．
（4）如图是一种用电解原理来制备H₂O₂，并用产生的H₂O₂处理废氨水的装置．
①为了不影响H₂O₂的产量，需要向废氨水中加入适量HNO₃调节溶液的pH约为5，则所得溶液中c（NH₄⁺）＜c（NO₃^-）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②Ir-Ru惰性电极吸附O₂生成H₂O₂，其电极反应式是O₂+2H⁺+2e^-=H₂O₂．
③理论上电路中每转移3mol e^-，最多可以处理废氨水中溶质（以NH₃计）的质量是17g．

Answer 1

分析 （1）H₂O₂可以看作二元弱酸，可分步电离；
（2）H₂O₂还原产物为水；
（3）胶体具有丁达尔效应；亚铁离子具有还原性，与过氧化氢发生氧化还原反应；
（4）①根据溶液呈电中性，溶液中阳离子所带的正电荷总数等于溶液中阴离子所带的负电荷总数进行解答；
②在该电解池中，Ir-Ru惰性电极有吸附O₂作用为氧气得电子发生还原反应，在酸性条件下生成过氧化氢；
③根据4NH₃+3O₂?2N₂+6H₂O，每转移12mol电子，处理4mol氨气，据此分析解答．

解答 解：（1）H₂O₂可以看作二元弱酸，可分步电离，电离方程式为H₂O₂?H⁺+HO₂^-、HO₂^-?H⁺+O₂^2-，故答案为：H₂O₂?H⁺+HO₂^-、HO₂^-?H⁺+O₂^2-；
（2）H₂O₂还原产物为水，对环境没有污染，为绿色氧化剂，故答案为：其还原产物是H₂O，对环境无污染；
（3）胶体具有丁达尔效应，可用丁达尔效应检验胶体，亚铁离子具有还原性，与过氧化氢发生氧化还原反应，反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+4H₂O=2Fe（OH）₃（胶体）+4H⁺，
故答案为：丁达尔效应；2Fe²⁺+H₂O₂+4H₂O=2Fe（OH）₃（胶体）+4H⁺；
（4）①向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5，根据溶液呈电中性，溶液中c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（NO₃^-）+c（OH^-），pH约为5呈酸性，c（H⁺）＞c（OH^-），所以c（NH₄⁺）＜c（NO₃^-），
故答案为：＜；
②利用电解法制H₂O₂，在该电解池中，Ir-Ru惰性电极有吸附O₂作用为氧气得电子发生还原反应，O₂+2H⁺+2e^-═H₂O₂，故答案为：O₂+2H⁺+2e^-=H₂O₂；
③4NH₃+3O₂?2N₂+6H₂O中，氨气中的氮元素从-3价变为氮气中的0价，4mol氨气转移12mol电子，所以转移3mol电子，最多可以处理NH₃的物质的量为1mol，质量为17g，
故答案为：17．

点评 本题考查较为综合，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目涉及双氧水的性质，难度不大，熟悉双氧水的结构和性质是解题关键，注意双氧水中氧元素化合价处于中间价态，所以既有氧化性，又有还原性．