過氧化氫的性質(zhì)及應(yīng)用(含解析)

2020屆高考化學(xué)第二輪專題復(fù)習(xí)課時提升訓(xùn)練過氧化氫的性質(zhì)及應(yīng)用一、選擇題1、過氧化氫的沸點比水高，但受熱容易分解。某試劑廠先制得7%～8%的過氧化氫溶液，再濃縮成30%的溶液時，可采用的適宜方法是()A．常壓蒸餾B．減壓蒸餾C．加生石灰常壓蒸餾D．加壓蒸餾答案：B。解析：液態(tài)物質(zhì)的沸點與壓強有關(guān)，減小壓強，能降低其沸點，這樣就能在溫度不是很高的情況下使水蒸發(fā)而H2O2又不會分解。2、對于反應(yīng)2H2O2====2H2O+O2↑，下列措施不能增大其分解速率的是()A.向反應(yīng)體系中加水B.升高H2O2溶液的溫度C.向H2O2溶液中加入少量MnO2D.向H2O2溶液中加入一定濃度的FeCl3溶液答案：A。解析：向反應(yīng)體系中加水，使溶液變稀，反應(yīng)速率減慢，A項錯。升高溫度可使反應(yīng)速率加快，B項正確。MnO2、FeCl3都能起催化作用，使反應(yīng)速率加快，C、D項正確。3、下列關(guān)于H2O2的說法不正確的是()A．H2O2的電子式為B．H2O2是一種綠色氧化劑的原因是氧化產(chǎn)物為H2OC．H2O2能殺菌消毒的原理是H2O2的強氧化性D．H2O2的漂白原理與SO2的漂白原理不同答案：B解析：H2O2作氧化劑時氧化產(chǎn)物為O2不是H2O。4、過氧化氫又稱雙氧水，它是一種二元弱酸，比碳酸的酸性弱，它在受熱或堿性條件下極不穩(wěn)定，易分解生成H2O和O2。隨著社會需求的增長，尤其是生態(tài)環(huán)境保護的需要，雙氧水近年來更受到人們的青睞，并被稱為綠色氧化劑，根據(jù)上述材料，下列說法正確的是()A．雙氧水能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，體現(xiàn)了雙氧水的氧化性B．H2O2的電離方程式為H2O22H＋＋Oeq\o\al(2－,2)C．2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑，每產(chǎn)生1molO2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NAD．SO2通入H2O2中，溶液酸性增強，反應(yīng)的離子方程式為：SO2＋H2O2=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)答案：D解析：KMnO4和H2O2反應(yīng)，顯示H2O2的還原性。H2O2為二元弱酸，以第一級電離為主，應(yīng)為H2O2H＋＋HOeq\o\al(－,2)。H2O2分解生成1molO2，轉(zhuǎn)移2NA電子。5、向H2O2溶液中加入適量稀硫酸酸化的硫酸亞鐵溶液，依次觀察到如下現(xiàn)象：①反應(yīng)剛開始，僅有少量氣泡產(chǎn)生；②反應(yīng)片刻后，有大量氣泡產(chǎn)生；③試管底部最終出現(xiàn)紅褐色沉淀。下列判斷正確的是()A．①中僅發(fā)生一個反應(yīng)B．Fe3＋能催化H2O2的分解C．反應(yīng)過程中溶液pH不斷減小D．FeSO4與等物質(zhì)的量的H2O2恰好反應(yīng)答案：B解析：過氧化氫具有強氧化性，將亞鐵離子氧化為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，同時發(fā)生反應(yīng)：2H2O2=2H2O＋O2↑，存在兩個反應(yīng)，A錯誤；②反應(yīng)片刻后，有大量氣泡產(chǎn)生，說明發(fā)應(yīng)生成的鐵離子起到催化劑的作用，B正確；根據(jù)方程式2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O可知反應(yīng)消耗氫離子，pH不斷增大，C錯誤；由2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O知，F(xiàn)eSO4與H2O2按照物質(zhì)的量比2∶1參加反應(yīng)，D錯誤。6、已知分解1molH2O2放出熱量98kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的機理為H2O2＋I－=H2O＋IO－慢H2O2＋IO－=H2O＋O2＋I－快下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是()A．反應(yīng)速率與I－的濃度有關(guān)B．IO－也是該反應(yīng)的催化劑C．反應(yīng)活化能等于98kJ·mol－1D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)答案：A解析：已知：①H2O2＋I－=H2O＋IO－慢，②H2O2＋IO－=H2O＋O2＋I－快，過氧化氫分解快慢決定于反應(yīng)慢的①，I－是①的反應(yīng)物之一，其濃度大小對反應(yīng)不可能沒有影響，例如，其濃度為0時反應(yīng)不能發(fā)生，A正確；將反應(yīng)①＋②可得總反應(yīng)方程式，反應(yīng)的催化劑是I－，IO－只是中間產(chǎn)物，B錯誤；1mol過氧化氫分解的ΔH＝－98kJ·mol－1，ΔH不是反應(yīng)的活化能，是生成物與反應(yīng)物的能量差，C錯誤；因為反應(yīng)是在含少量I－的溶液中進行的，溶液中水的濃度是常數(shù)，不能用其濃度變化表示反應(yīng)速率，D錯誤。7、對于反應(yīng)2H2O2=2H2O＋O2↑，下列措施不能增大其分解速率的是()A．向反應(yīng)體系中加水B．升高H2O2溶液的溫度C．向H2O2溶液中加入少量MnO2D．向H2O2溶液中加入一定濃度FeCl3溶液答案：A。解析：升高溫度增大分解速率，MnO2、Fe3＋對H2O2分解起催化作用，加入MnO2、FeCl3可加大分解速率，加水稀釋H2O2濃度減小，分解速率減小。二、非選擇題8、過氧化氫(H2O2)俗名雙氧水，醫(yī)療上可作外科消毒劑，是一種二元弱酸且具有氧化性。(1)H2O2的結(jié)構(gòu)式為______________。(2)①在一定條件下異丙醇[CH3CH(OH)CH3]用O2經(jīng)多步氧化可制得H2O2，同時生成CH3COCH3，寫出制備H2O2的化學(xué)方程式：_________________________________。②過氧化鉻(CrO5，分子結(jié)構(gòu)為)中Cr的化合價為__________；過氧化鉻可通過酸性K2Cr2O7溶液與過氧化氫反應(yīng)制得，寫出該反應(yīng)的離子方程式_______________________________。(3)N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－640kJ·mol－1H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－164g液態(tài)肼與足量液態(tài)過氧化氫反應(yīng)生成氮氣和液態(tài)水時，放出的熱量是__________kJ。(4)油畫的染料含Pb，長時間與空氣中的H2S作用生成PbS(黑色)而發(fā)暗，可用H2O2使其變白，寫出變白過程的化學(xué)方程式：___________________________________________。(5)已知常溫下，H2O2的K1≈1.67×10－12，則該溫度下5.39mol·L－1的H2O2中c(H＋)約為______________，寫出H2O2與Ca(OH)2作用形成正鹽的化學(xué)方程式：__________________________________。答案：(1)H—O—O—H(2)①CH3CH(OH)CH3＋O2→H2O2＋CH3COCH3②＋6Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋4H2O2＋2H＋=2CrO5＋5H2O(3)1632(4)PbS＋4H2O2=PbSO4＋4H2O(5)3×10－6mol·L－1Ca(OH)2＋H2O2=2H2O＋CaO2解析(1)H2O2中原子間以共價鍵結(jié)合，其結(jié)構(gòu)式為H—O—O—H。(2)①由信息可寫出化學(xué)方程式CH3CH(OH)CH3＋O2→H2O2＋CH3COCH3。②根據(jù)CrO5的分子結(jié)構(gòu)可知，其中有4個氧原子的化合價為－1,1個為－2，則該化合物中Cr元素的化合價是＋6；由于溶液顯酸性，因此反應(yīng)中還有氫離子參加，根據(jù)原子守恒可知，生成物中有水，因此反應(yīng)的離子方程式為Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋4H2O2＋2H＋=2CrO5＋5H2O。(3)H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－1??；N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－640kJ·mol－1ⅱ，根據(jù)蓋斯定律求得N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l)ΔH＝ⅱ－4×ⅰ＝－816kJ·mol－1,64g液態(tài)肼的物質(zhì)的量為2mol，與足量的液態(tài)H2O2反應(yīng)放出的熱量為1632kJ。(4)由題給信息以及得失電子守恒可寫出化學(xué)方程式：PbS＋4H2O2=PbSO4＋4H2O。(5)K1＝eq\f(cH＋·cHO\o\al(－,2),cH2O2)，c(H＋)＝eq\r(1.67×10－12×5.39)mol·L－1≈3×10－6mol·L－1，過氧化氫可看成二元弱酸，所以和氫氧化鈣反應(yīng)形成正鹽的化學(xué)方程式為Ca(OH)2＋H2O2=2H2O＋CaO2。9、過氧化氫是一種綠色氧化劑、還原劑，工業(yè)上有多種方法制備H2O2。(1)①乙基蒽醌法是制備過氧化氫最常用的方法，其主要過程可以用上圖表示，寫出此過程的總化學(xué)方程式：_______________。②空氣陰極法制備H2O2是一種環(huán)境友好型、節(jié)能型制備方法，電解總方程式為3H2O＋3O2eq\o(=,\s\up7(催化劑))3H2O2＋O3，則陽極上電極反應(yīng)式為_________________________________。(2)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：_________________________________。(3)研究表明，H2O2相當(dāng)于二元弱酸，在實驗中，甲同學(xué)將H2O2加入含酚酞的NaOH溶液中，發(fā)現(xiàn)溶液紅色褪去，甲的結(jié)論為：H2O2和NaOH中和，從而溶液褪色，而乙同學(xué)不贊同甲同學(xué)的觀點，認(rèn)為是H2O2的漂白性，將酚酞氧化而褪色，請設(shè)計實驗證明，到底是甲同學(xué)還是乙同學(xué)觀點正確______________________________________。答案：(1)①H2＋O2eq\o(=,\s\up7(催化劑))H2O2②2H2O－2e－=H2O2＋2H＋(2)4KO2＋2CO2=2K2CO3＋3O2(3)取甲同學(xué)實驗后褪色后的溶液少許置于試管中，用滴管再加入NaOH溶液，如溶液又變紅色，則甲同學(xué)觀點正確，如溶液不變紅色，則乙同學(xué)觀點正確解析(1)①由圖可以看出，反應(yīng)過程中的有機物為催化劑，H2＋O2eq\o(=,\s\up7(催化劑))H2O2。②水在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成H2O2：2H2O－2e－=H2O2＋2H＋。(2)因為KO2可以作供氧劑，故與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鉀和氧氣，化學(xué)方程式為4KO2＋2CO2=2K2CO3＋3O2。(3)溶液褪色可能是H2O2和NaOH發(fā)生中和反應(yīng)，溶液堿性減弱而褪色，也可能是因為H2O2的強氧化性，將酚酞漂白而褪色，證明甲、乙兩同學(xué)觀點只需證明酚酞有無。10、過氧化鈣(CaO2)在室溫下穩(wěn)定，加熱至350℃左右，迅速分解。微溶于水，不溶于乙醇，可溶于稀酸生成過氧化氫。實驗室用如下方法制備CaO2并測定其純度。過氧化鈣的制備實驗裝置和步驟如下：將盛有H2O2溶液和氨水混合液的三頸燒瓶置于冷水浴中，在攪拌下滴入CaCl2溶液，析出固體CaO2·8H2O。對所得固體過濾，用5mL無水乙醇洗滌2～3次，轉(zhuǎn)移至坩堝于烘箱內(nèi)105℃下脫水干燥，冷卻后稱重，得產(chǎn)品CaO2?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器A的名稱為__________；恒壓分液漏斗的導(dǎo)管a的作用為________________________________________________________。(2)三頸燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________；將三頸燒瓶置于冷水浴中，其主要目的為_______________。(3)用無水乙醇代替水洗滌的目的是__________________________；判斷脫水干燥是否完全，至少需要冷卻后稱重______次。(4)過氧化鈣純度的測定，裝置如圖所示。檢查裝置氣密性后，精確稱取mg過氧化鈣樣品加入試管中，調(diào)整甲管內(nèi)液面讀數(shù)在0～1mL之間，并與乙管的液面相平，記下甲管內(nèi)液面的初讀數(shù)V1mL。加熱，過氧化鈣逐漸分解放出氧氣，完全分解，停止加熱冷卻至室溫后，使甲乙兩管的液面相平，記下甲管內(nèi)液面的終讀數(shù)V2mL，設(shè)在此溫度和壓強下氣體摩爾體積為VmL·mol－1，則樣品中CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________%。(5)過氧化鈣用于長途運輸魚苗，可能的原因是________________________。答案：(1)球形冷凝管使恒壓分液漏斗上部與三頸燒瓶相通，便于漏斗內(nèi)液體順利流下(2)CaCl2＋H2O2＋2NH3·H2O＋6H2O=CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl(反應(yīng)放熱)防止雙氧水分解和氨水揮發(fā)(3)降低洗滌過程中固體物質(zhì)的溶解損失，乙醇易揮發(fā)，更利于干燥2(4)eq\f(14.4V2－V1,mVm)(5)可與水緩慢反應(yīng)放出氧氣作供氧劑，可殺菌消毒，可吸收CO2等(合理即可)解析(1)儀器A的名稱為球形冷凝管；恒壓分液漏斗可以起到平衡壓強的作用，因此，導(dǎo)管a的作用為使恒壓分液漏斗的上部與三頸燒瓶相通，便于漏斗內(nèi)液體順利流下。(2)從題干敘述可知，CaCl2和H2O2溶液、氨水混合液反應(yīng)生成CaO2·8H2O，化學(xué)方程式為CaCl2＋H2O2＋2NH3·H2O＋6H2O=CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl；由于該反應(yīng)放熱，且雙氧水易分解，氨水易揮發(fā)，故需要冷水浴。(3)由信息知過氧化鈣(CaO2)