Question

（2011?重慶）臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，常用于消毒、滅菌等．
（1）O₃與KI溶液反應(yīng)生成的兩種單質(zhì)是

I₂

和

O₂

．（填分子式）
（2）O₃在水中易分解，一定條件下，O₃的濃度減少一半所需的時(shí)間（t）如下表所示．已知：O₃的起始濃度為0.0216mol/L．

pH t/min T/℃	3.0	4.0	5.0	6.0
20	301	231	169	58
30	158	108	48	15
50	31	26	15	7

①pH增大能加速O₃分解，表明對(duì)O₃分解起催化作用的是

OH^-

．
②在30℃、pH=4.0條件下，O₃的分解速率為

1.00×10^-4

mol/（L?min）；
③據(jù)表中的遞變規(guī)律，推測(cè)O₃在下列條件下分解速率依次增大的順序?yàn)?!--BA-->

b、a、c

．（填字母代號(hào)）
a． 40℃、pH=3.0     b． 10℃、pH=4.0      c． 30℃、pH=7.0
（3）O₃可由臭氧發(fā)生器（原理如圖）電解稀硫酸制得．
①圖中陰極為

A

（填“A”或“B”），其電極反應(yīng)式為

2H⁺+2e^-═H₂↑

．
②若C處通入O₂，則A極的電極反應(yīng)式為

O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O

．
③若C處不通入O₂，D、E處分別收集到x L和y L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則E處收集的氣體中O₃所占的體積分?jǐn)?shù)為

x-2y

y

（忽略O(shè)₃的分解）．

Answer 1

分析：（1）O₃與KI溶液反應(yīng)生成的兩種單質(zhì)只能為O₂、I₂；
（2）①pH增大，則OH^-濃度增大；
②根據(jù)v=

△c

t

計(jì)算；
③根據(jù)pH和溫度判斷達(dá)到平衡所用的時(shí)間的范圍，可判斷分解速率；
（3））①由圖可知，B極生成O₂、O₃，B極反應(yīng)氧化反應(yīng)，電解池陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，故A為陰極；
②C處通入O₂，O₂發(fā)生還原反應(yīng)，在酸性條件下生成水；
③若C處不通入O₂，實(shí)質(zhì)為電解水，D處為氫氣，體積為x L，E處為氧氣、臭氧，體積共為yL，令臭氧的體積為ZL，利用電子轉(zhuǎn)移守恒列放出計(jì)算Z的值，再根據(jù)體積分?jǐn)?shù)定義計(jì)算．

解答：解：（1）O₃與KI溶液反應(yīng)生成的兩種單質(zhì)只能為O₂、I₂，故答案為：O₂；I₂；
（2）①pH增大，則OH^-濃度增大，pH增大能加速O₃分解，表明對(duì)O₃分解起催化作用的是OH^-，故答案為：OH^-； 
②v=

△c

t

=

0.0108mol/L

108min

=1.00×10^-4mol/（L?min），故答案為：1.00×10^-4； 
③由表中數(shù)據(jù)可知，40°C、pH=3.0時(shí)，所需時(shí)間在31min～158min之間；
10°C、pH=4.0時(shí)，所需時(shí)間＞231nin；
30°C、pH=7.0時(shí)，所需時(shí)間＜7min，則分解速率依次增大的順序?yàn)閎、a、c，
故答案為：b、a、c．
（3））①由圖可知，B極生成O₂、O₃，B極反應(yīng)氧化反應(yīng)，電解池陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，故A為陰極，電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-═H₂↑；
故答案為：A；2H⁺+2e^-═H₂↑；
②C處通入O₂，O₂發(fā)生還原反應(yīng)，在酸性條件下生成水，電極反應(yīng)式為O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O．
③若C處不通入O₂，實(shí)質(zhì)為電解水，D處為氫氣，體積為x L，E處為氧氣、臭氧，體積共為y L，令臭氧的體積為ZL，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有
x×2=Z×3×2+（y-Z）×2×2，解得Z=x-2y，所以E處收集的氣體中O₃所占的體積分?jǐn)?shù)為

x-2y

y

，
故答案為：

x-2y

y

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素的實(shí)驗(yàn)探究，原電池與電解池反應(yīng)原理，題目難度中等，本題注意對(duì)表中數(shù)據(jù)的分析和處理．