Question

9．过氧化氢有广泛的用途．有“绿色氧化剂”美称．
I．工业上用电解硫酸氢铵水溶液的方法制备过氧化氢，其流程如下：

（1）根据上述反应原理，写出电解硫酸氢铵溶液时阳极的电极反应方程式2SO₄^2--2e^-=S₂O₈^2-．
（2）在以上流程图中，采用减压蒸馏的原因是双氧水不稳定，受热容易分解，减小压强，使液体的沸点降低．
II．（1）保存过氧化氢试剂瓶上最适合贴上的标签是B．（填序号）

（2）H₂O₂可用于消除采矿业胶液中的氰化物，如KCN；KCN+H₂O₂+H₂O=A+NH₃↑，生成物A的化学式是KHCO₃．
（3）某同学做实验时，误把H₂O₂溶液当作酸与Fe₂O₃粉末混合，发现有大量气泡产生．
[提出问题]MnO₂可作为H₂O₂分解的催化剂，Fe₂O₃是否也能作为H₂O₂分解的催化剂？
[猜想]Fe₂O₃能作为H₂O₂分解的催化剂．
[设计实验验证]
实验一：取一定量的H₂O₂溶液于试管中，观察到有极少量气泡产生，说明H₂O₂在常温下能缓慢分解．
实验二：在实验一的试管中加入wgFe₂O₃粉末，有大量气泡产生，伸入带火星的木条，木条复燃，说明氧化铁能加快氧气的产生速率．
实验三：待反应结束后，将试管中的不溶物滤出，洗涤、干燥，称量，固体质量仍为wg，说明氧化铁在反应前后质量没有变化．
[结论]Fe₂O₃粉末可作为H₂O₂分解的催化剂．
[反思与评价]①有同学认为，还需要再做一个实验，以验证反应后氧化铁的化学性质没有改变，才能证明上述结论正确．
②某同学做了以下对照试验，测定用足量H₂O₂溶液制取相同体积O₂所需的时间，得到下表数据．通过分析数据，可得出结论相同条件下，二氧化锰的催化效果比氧化铁好，其它条件相同时，双氧水的浓度越大，产生氧气的速率越快．

浓度 时间（min） 催化剂	30% H2O2溶液	15% H2O2溶液	5% H2O2溶液
加入WgMnO2	0.2	0.8	2.0
加入MgFe2O3	7.0	9.0	16.0

Answer 1

分析 Ⅰ（1）根据题中流程，电解硫酸氢铵水溶液得（NH₄）S₂O₈和氢气，根据化合价升降可知，阳极的电极反应为SO₄^2-被氧化成S₂O₈^2-；
（2）双氧水不稳定，受热容易分解，所以要得到过氧化氢溶液，就要减小压强，使液体的沸点降低；
Ⅱ（1）过氧化氢是具有强氧化性的试剂，据此贴标签；
（2）根据KCN+H₂O₂+H₂O=A+NH₃↑，利用元素守恒可知生成物A的化学式；
（3）实验二：能使带火星的木条复燃的气体应为氧气；
实验三：催剂能改变化学反应速率，但自身的化学性质和质量都保持不变，据此答题；
[反思与评价]①实验三证明了氧化铁的质量不变，但要证明氧化铁是催化剂还要证明氧化铁的化学性质没有变；
②根据表中的数据可知，该对照试验比较了不同催化剂以及同一种催化剂在双氧水浓度不同时产生氧气的快慢；

解答 解：Ⅰ（1）根据题中流程，电解硫酸氢铵水溶液得（NH₄）S₂O₈和氢气，根据化合价升降可知，阳极的电极反应为SO₄^2-被氧化成S₂O₈^2-，阳极的电极反应方程式为2SO₄^2--2e^-=S₂O₈^2-，
故答案为：2SO₄^2--2e^-=S₂O₈^2-；
（2）双氧水不稳定，受热容易分解，所以要得到过氧化氢溶液，就要减小压强，使液体的沸点降低，
故答案为：双氧水不稳定，受热容易分解，减小压强，使液体的沸点降低；
Ⅱ（1）过氧化氢是具有强氧化性的试剂，
故选B；
（2）根据KCN+H₂O₂+H₂O=A+NH₃↑，利用元素守恒可知生成物A的化学式为KHCO₃，
故答案为：KHCO₃；
（3）实验二：能使带火星的木条复燃的气体应为氧气，所以可以说明氧化铁能加快氧气的产生速率，
故答案为：氧化铁能加快氧气的产生速率；
实验三：说明氧化铁在反应前后质量没有变化，
故答案为：氧化铁在反应前后质量没有变化；
[反思与评价]①实验三证明了氧化铁的质量不变，但要证明氧化铁是催化剂还要证明氧化铁的化学性质没有变，所以还需要做的实验是反应后氧化铁的化学性质没有改变，
故答案为：反应后氧化铁的化学性质没有改变；
②根据表中的数据可知，该对照试验比较了不同催化剂以及同一种催化剂在双氧水浓度不同时产生氧气的快慢，根据数据得到的结论是相同条件下，二氧化锰的催化效果比氧化铁好，其它条件相同时，双氧水的浓度越大，产生氧气的速率越快，
故答案为：相同条件下，二氧化锰的催化效果比氧化铁好，其它条件相同时，双氧水的浓度越大，产生氧气的速率越快．

点评 本题考查了电化学、实验基本操作、实验方案的设计和分析等知识，题目难度中等，试题涉及的知识点较多，充分考查了学生对所学知识的掌握情况．