Question

【題目】臭氧是一種強氧化劑,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 和 (填分子式)。

（2）已知①太陽光催化分解水制氫：2H2O(l)＝2H2(g)+O2(g)ΔH1=+571.6kJ·mol–1

②焦炭與水反應(yīng)制氫：C(s)+H2O(g)＝CO(g)+H2(g)ΔH2=+131.3kJ·mol–1

③甲烷與水反應(yīng)制氫：CH4(g)+H2O(g)＝CO(g)+3H2(g)ΔH3=+206.1kJ·mol–1

則反應(yīng)CH4(g)＝C(s)+2H2(g)的ΔH= kJ·mol–1

（3）O3在水中易分解,一定條件下,O3的濃度減少一半所需的時間(t)如表所示。已知:O3的起始濃度為 0.021 6 mol/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O3分解起催化作用的是 。

②在30 ℃、pH=4.0條件下,O3的分解速率為 mol/(L·min)。

③據(jù)表中的遞變規(guī)律,推測O3在下列條件下分解速率依次增大的順序為 (填字母)。

A．40 ℃、pH=3.0 B．10 ℃、pH=4.0 C．30 ℃、pH=7.0

（4）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 (填“A”或“B”),其電極反應(yīng)式為 。

②若C處通入O2,則A極的電極反應(yīng)式為 。

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所占的體積分數(shù)為 。(忽略O3的分解)

Answer 1

【答案】

（1）I2、O2（2）74.8

（3）①OH—；②1.00×10-4；③b、a、c

（4）①A；2H++2e—=H2↑；②O2+4H++4e—=2H2O；③(x-2y)/y

【解析】

試題分析：（1）O3與KI溶液反應(yīng)生成O2、I2及KOH，所以反應(yīng)方程為，O3+2I-+H2O=O2+I2+2OH-；故答案為：I2、O2；

（2）根據(jù)蓋斯定律，目標(biāo)反應(yīng)CH4(g)═C(s)+2 H2(g)相當(dāng)于③-②，故△H=△H3-△H2，△H = 206.1 kJmol-1-131.3 kJmol-1 = 74.8 kJmol-1，故答案為：74.8；

（3）①pH增大，則OH-濃度增大，pH增大能加速O3分解，表明對O3分解起催化作用的是OH-，故答案為：OH-；

②v===1.00×10-4mol/(Lmin)，故答案為：1.00×10-4；

③由表中數(shù)據(jù)可知，40°C、pH=3.0時，所需時間在31min～158min之間；10°C、pH=4.0時，所需時間＞231nin；30°C、pH=7.0時，所需時間＜7min，則分解速率依次增大的順序為b、a、c，故答案為：b、a、c

（4）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所占的體積分數(shù)為，故答案為：。