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(2014•淄博三模)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Fe2+时,会发生反应:H2O2+Fe2+═•OH+OH-+Fe3+H2O2+Fe3++•OH+OH-═Fe2++O2↑+2H2O,则Fe2+在此
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(2014•淄博三模)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Fe2+时,会发生反应:H2O2+Fe2+═•OH+OH-+Fe3+
H2O2+Fe3++•OH+OH-═Fe2++O2↑+2H2O,则Fe2+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)如表是在常压、60℃和不同pH条件下,6mL30%在60min H2O2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%分解最多释放出的氧气的体积为639mL
d.pH=5.50时,0~60min内,v=1.5mL•min-1
(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Mn2+,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(kJ):H为436、O=O为498、o-o为143,H-O为463.则H2(g)+O2(g)═H2O2(g)的△H=______kJ•mol-1.
(1)H2O2不稳定,当其中含Fe2+时,会发生反应:H2O2+Fe2+═•OH+OH-+Fe3+
H2O2+Fe3++•OH+OH-═Fe2++O2↑+2H2O,则Fe2+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)如表是在常压、60℃和不同pH条件下,6mL30%在60min H2O2内释放出氧气的体积.则下列说法正确的是______.
pH | 4.13 | 5.50 | 7.00 | 8.00 | 9.00 | 10.10 | 11.20 | 13.20 |
V(O2)/mL | 9.0 | 90 | 467 | 595 | 639 | 550 | 500 | 455 |
b.pH在9左右,H2O2的分解速率最大
c.6mL 30%分解最多释放出的氧气的体积为639mL
d.pH=5.50时,0~60min内,v=1.5mL•min-1
(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Mn2+,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(kJ):H为436、O=O为498、o-o为143,H-O为463.则H2(g)+O2(g)═H2O2(g)的△H=______kJ•mol-1.
▼优质解答
答案和解析
(1)反应的总方程式为2H2O2═2H2O+O2↑,Fe2+起到催化剂的作用,根据反应:2H2O2═2H2O+O2↑,当生成22400mL O2(标准状况)时,反应中转移电子的物质的量为2mol,所以当生成336mLO2(标准状况)时,反应中转移电子的物质的量为0.03mol,故答案为:催化作用(或催化剂); 0.03;
(2)a.pH越大,H2O2的分解速率显示增大,后减小,故错误;
b.从数据可以知道:pH在9左右,H2O2的分解速率最大,故正确;
c.6mL 30%分解最多释放出的氧气的体积的最大值应该是pH处于9~10之间,故错误;
d.pH=5.50时,0~60min内,v=
=1.5mL•min-1,故正确;
故选:bd;
(3)高锰酸根据有强氧化性,能将双氧水氧化,反应实质是:5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O,故答案为:5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O;
(4)电解池的阳极上是阴离子氢氧根离子发生失电子的氧化反应,氢氧根浓度减小,所以pH会减小,阴极上先是氧气发生得电子的还原反应,即O2+2H++2e-═H2O2,随着空气的不断通入,会在阴极上产生氢气,故答案为:减小;O2+2H++2e-═H2O2;H2;
(5)拆开化学键的过程是吸收能量的过程,所以拆开1molH2和1molO2中的化学键吸收的能量为:436kJ/mol+498kJ/mol=934kJ/mol,形成化学键的过程是释放能量的过程,则形成2molH-O键释放的能量为:463kJ/mol×2=926kJ/mol,形成1molO-O键释放的能量为:143kJ/mol,共释放能量为1069kJ/mol,旧键的断裂吸收能量小于新键的生成释放能量,则反应是放热反应,放出的能量为1069kJ/mol-934kJ/mol=135kJ/mol.
故答案为:-135.
(2)a.pH越大,H2O2的分解速率显示增大,后减小,故错误;
b.从数据可以知道:pH在9左右,H2O2的分解速率最大,故正确;
c.6mL 30%分解最多释放出的氧气的体积的最大值应该是pH处于9~10之间,故错误;
d.pH=5.50时,0~60min内,v=
90mL |
60min |
故选:bd;
(3)高锰酸根据有强氧化性,能将双氧水氧化,反应实质是:5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O,故答案为:5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O;
(4)电解池的阳极上是阴离子氢氧根离子发生失电子的氧化反应,氢氧根浓度减小,所以pH会减小,阴极上先是氧气发生得电子的还原反应,即O2+2H++2e-═H2O2,随着空气的不断通入,会在阴极上产生氢气,故答案为:减小;O2+2H++2e-═H2O2;H2;
(5)拆开化学键的过程是吸收能量的过程,所以拆开1molH2和1molO2中的化学键吸收的能量为:436kJ/mol+498kJ/mol=934kJ/mol,形成化学键的过程是释放能量的过程,则形成2molH-O键释放的能量为:463kJ/mol×2=926kJ/mol,形成1molO-O键释放的能量为:143kJ/mol,共释放能量为1069kJ/mol,旧键的断裂吸收能量小于新键的生成释放能量,则反应是放热反应,放出的能量为1069kJ/mol-934kJ/mol=135kJ/mol.
故答案为:-135.
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