20.過氧化氫(H
2O
2)俗稱雙氧水。是一種重要的化工產品,具有漂白、氧化、消毒、殺菌等多種功效,廣泛應用于紡織、造紙、化工、電子、輕工、污水處理等工業(yè)?;卮鹣铝袉栴}:
(1)H
2O
2的電子式為
。
(2)用H
2O
2與稀硫酸的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅。
已知:Cu(s)+2H
+(aq)═Cu
2+(aq)+H
2(g)△H=+64kJ/mol
2H
2O
2(1)═2H
2O(l)+O
2(g)△H=-196kJmol
H
2(g)+
O
2(g)═H
2O(l)△H=-286kJ/mol
則在稀硫酸溶液中Cu與H
2O
2反應生成Cu
2+和H
2O的熱化學方程式為:
。
(3)工業(yè)上常用電解硫酸氫銨水溶液的方法制備過氧化氫,其原理為:首先2NH
4HSO
4(NH
4)
2S
2O
8+H
2↑,然后由(NH
4)
2S
2O
8水解得到H
2O
2和另一產物。則:
①電解時陽極的電極反應式為
;
②(NH
4)
2S
2O
8水解時發(fā)生反應的化學方程式為
。
(4)現(xiàn)甲、乙兩個化學小組利用兩套相同裝置,通過測定產生相同體積氣體所用時間長短來探究影響H
2O
2分解速率的因素(僅一個條件改變)。甲小組有如下實驗設計方案。
實驗編號 |
溫度 |
催化劑 |
濃度 |
甲組實驗Ⅰ |
25℃ |
三氧化二鐵 |
10mL 5%H2O2 |
甲組實驗Ⅱ |
25℃ |
二氧化錳 |
10mL 5%H2O2 |
甲、乙兩小組得出如圖數(shù)據(jù)。
①甲小組實驗得出的結論是
。
②由乙組研究的酸、堿對H
2O
2分解影響因素的數(shù)據(jù)分析,相同條件下H
2O
2在
(填“酸”或“堿”)性環(huán)境下放出氣體速率較快;由此,乙組提出可以用BaO2固體與硫酸溶液反應制H
2O
2,其反應的離子方程式為
;支持這一方案的理由是
。
③已知過氧化氫還是一種極弱的二元酸:H
2O
2?H
++HO
2-(K
=2.4×10
-12)。當稀H
2O
2溶液在堿性環(huán)境下分解時會發(fā)生反應H
2O
2+OH
-?HO
2-+H
2O,該反應中,正反應速率為V
正=k
正?c(H
2O
2)?c(OH
-),逆反應速率為v逆=k
逆?c(H
2O)?c(HO
2-),其中k
正、k
逆為速率常數(shù),則k
正與k
逆的比值為
(保留3位有效數(shù)字)。