Question

18．氧元素能形成眾多的化合物，其中有一些化合物具有特殊的組成與性質(zhì)．
（1）H₂O₂、D₂O、D₂O₂中化學(xué)性質(zhì)彼此相似的物質(zhì)是H₂O₂、D₂O₂，OF₂是一種棕黃色有惡臭的氣體，有極強(qiáng)的氧化性，則OF₂中氧元素的化合價(jià)為+2價(jià)，將F₂通入稀的NaOH溶液中可得到OF₂、鹽等物質(zhì)，相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2F₂+2NaOH=2NaF+H₂O+OF₂．
（2）研究表明，H₂O₂相當(dāng)于二元弱酸，有較強(qiáng)的還原性
①H₂O₂的一級(jí)電離方程式為H₂O₂?H⁺+HO₂^-，已知常溫下1L的H₂O₂相當(dāng)于48.3mol，其一級(jí)電離平衡常數(shù)K約為1.67×10^-12，則該溫度下H₂O₂中c（H⁺）約為9×10^-6mol/L，寫出它與足量Ba（OH）₂反應(yīng)的化學(xué)方程式Ba（OH）₂+H₂O₂=2H₂O+BaO₂．
②過氧化氫、鎂合金可構(gòu)成鎂燃料電池，放電時(shí)總反應(yīng)：Mg+2H⁺+H₂O₂=Mg²⁺+2H₂O，則放電時(shí)的正極反應(yīng)為H₂O₂+2e-+2H⁺=2H₂O．
（3）氧也能與鉀元素形成K₂O、K₂O₂、KO₂、KO₃等氧化物，其中KO₂是一種比Na₂O₂效率高的供氧劑，寫出它與CO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)三種物質(zhì)的化學(xué)式分析其元素組成，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)，據(jù)此進(jìn)行分析解答；氟非金屬性強(qiáng)于氧，氟為-1價(jià)，依據(jù)代數(shù)和為0計(jì)算氧原子化合價(jià)；
將F₂通入稀的NaOH溶液中可得到OF₂、NaF和水；
（2）①雙氧水可以可作是二元弱酸，說明雙氧水分子能發(fā)生兩步電離，第一步電離出一個(gè)氫離子；已知常溫下1L的H₂O₂相當(dāng)于48.3mol，K=$\frac{c（H{\;}^{+}）•c（H{O}_{2}{\;}^{-}）}{c（{H}_{2}{O}_{2}）}$=1.67×10 ^-12，H₂O₂與Ba（OH）₂作用形成正鹽為BaO₂，同時(shí)生成水；
②正極上發(fā)生還原反應(yīng)，過氧化氫得到電子和氫離子反應(yīng)生成水；
（3）過氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，則超氧化鉀和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鉀和氧氣．

解答 解：（1）根據(jù)水（H₂O）、雙氧水（H₂O₂）、重水（D₂O）的化學(xué)式可知都有氫、氧兩種元素組成；物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)，從化學(xué)性質(zhì)的角度看，雙氧水分子與水分子的構(gòu)成不同，化學(xué)性質(zhì)有較大的差異，化學(xué)性質(zhì)彼此相似的物質(zhì)是 H₂O₂、D₂O₂；
氟非金屬性強(qiáng)于氧，氟為-1價(jià)，依據(jù)代數(shù)和為0則OF₂中氧元素的化合價(jià)為+2價(jià)；
將F₂通入稀的NaOH溶液中可得到OF₂、NaF和水，其反應(yīng)方程式為：2F₂+2NaOH=2NaF+H₂O+OF₂；
故答案為：H₂O₂、D₂O₂；+2價(jià)；2F₂+2NaOH=2NaF+H₂O+OF₂；
（2）①雙氧水可以可作是二元弱酸，說明雙氧水分子能發(fā)生兩步電離，第一步電離出一個(gè)氫離子，則它的一級(jí)電離方程式為H₂O₂?H⁺+HO₂^-；根據(jù)K=$\frac{c（H{\;}^{+}）•c（H{O}_{2}{\;}^{-}）}{c（{H}_{2}{O}_{2}）}$=1.67×10 ^-12；則c（H⁺）=$\sqrt{1.67×10{\;}^{-12}×48.3}$=9×10^-6mol/L；
H₂O₂與Ba（OH）₂作用形成正鹽為BaO₂，同時(shí)生成水，其反應(yīng)的方程式為：H₂O₂+Ba（OH）₂=BaO₂+2H₂O；
故答案為：H₂O₂?H⁺+HO₂^-；9×10^-6mol/L；H₂O₂+Ba（OH）₂=BaO₂+2H₂O；
②正極上發(fā)生還原反應(yīng)，過氧化氫得到電子和氫離子反應(yīng)生成水，正極電極反應(yīng)式為H₂O₂+2H⁺+2e^-=2H₂O；
故答案為：H₂O₂+2H⁺+2e^-=2H₂O；
（3）過氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，則超氧化鉀和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鉀和氧氣，反應(yīng)方程式為4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂，
故答案為：4KO₂+2CO₂=2K₂CO₃+3O₂．

點(diǎn)評(píng) 本題為綜合題，涉及化合價(jià)、弱電解質(zhì)的電離、電離常數(shù)的應(yīng)用、原電池工作原理、化學(xué)方程式的書寫等，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，難度較大．