Question

10．純過氧化氫是淡藍(lán)色的黏稠液體，可任意比例與水混合，是一種強(qiáng)氧化劑，水溶液俗稱雙氧水，為無色透明液體．其水溶液適用于醫(yī)用傷口消毒及環(huán)境消毒和食品消毒．
（1）請(qǐng)寫出H₂O₂的電子式．
（2）往硫酸中加入一定濃度的雙氧水可將溶解銅，寫出該反應(yīng)的離子方程式Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O．
（3）Fe³⁺催化H₂O₂分解的機(jī)理可分兩步反應(yīng)進(jìn)行，第一步反應(yīng)為：2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺，請(qǐng)完成第二步反應(yīng)的離子方程式：□Fe²⁺+□H₂O₂+□2H⁺═□2 Fe³⁺，+□2H₂O
（4）如圖是一種用電解原理來制備過氧化氫并用產(chǎn)生的H₂O₂處理廢氨水的裝置
①為了不影響H₂O₂的產(chǎn)量，需要向廢氨水加入適量硝酸調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，則所得廢氨水溶液中c（NH₄⁺）＜c（NO₃^-）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②Ir-Ru惰性電極有吸附O₂作用，該電極上的反應(yīng)為O₂+2H⁺+2e^-═H₂O₂．
③理論上電路中每轉(zhuǎn)移3mol電子，最多可以處理NH₃•H₂O的物質(zhì)的量為1mol．

Answer 1

分析 （1）雙氧水中兩個(gè)氫原子分別與兩個(gè)氧原子通過共用一對(duì)電子結(jié)合，兩個(gè)氧原子之間通過共用1對(duì)電子結(jié)合；
（2）銅和硫酸在雙氧水的作用下發(fā)生反應(yīng)生成硫酸銅和水；
（3）總反應(yīng)為2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，第一步反應(yīng)為2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺，則總反應(yīng)減去第一步反應(yīng)為第二步反應(yīng)的方程式；
（4）①根據(jù)溶液呈電中性，溶液中陽離子所帶的正電荷總數(shù)等于溶液中陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)進(jìn)行解答；
②在該電解池中，Ir-Ru惰性電極有吸附O₂作用為氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，在酸性條件下生成過氧化氫；
③根據(jù)4NH₃+3O₂?2N₂+6H₂O，每轉(zhuǎn)移12mol電子，處理4mol氨氣，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）雙氧水為共價(jià)化合物，分子中存在兩個(gè)氧氫鍵和一個(gè)O-O鍵，雙氧水的電子式為：，故答案為：；  
（2）銅和硫酸在雙氧水的作用下發(fā)生反應(yīng)生成硫酸銅和水，即Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O，
故答案為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
（3）總反應(yīng)為2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，第一步反應(yīng)為2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺，則總反應(yīng)減去第一步反應(yīng)為第二步反應(yīng)2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2，1，2H⁺，2 Fe³⁺，2H₂O；
 （4）①向廢氨水加入適量硝酸調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，根據(jù)溶液呈電中性，溶液中c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（NO₃^-）+c（OH^-），pH約為5呈酸性，c（H⁺）＞c（OH^-），所以c（NH₄⁺）＜c（NO₃^-），故答案為：＜；
②利用電解法制H₂O₂，在該電解池中，Ir-Ru惰性電極有吸附O₂作用為氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，O₂+2H⁺+2e^-═H₂O₂，故答案為：O₂+2H⁺+2e^-═H₂O₂；
③4NH₃+3O₂?2N₂+6H₂O中，氨氣中的氮元素從-3價(jià)變?yōu)榈獨(dú)庵械?價(jià)，4mol氨氣轉(zhuǎn)移12mol電子，所以轉(zhuǎn)移3mol電子，最多可以處理NH₃•H₂O的物質(zhì)的量為1mol，
故答案為：1mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了離子濃度大小比較、電極反應(yīng)式、電子式的書寫以及氧化還原反應(yīng)中據(jù)電子守恒的計(jì)算，題目難度中等．