高中化学过氧化物竞赛解析

1、元素化学07:过氧化物第一题(12分)H2O2的结构、性质和制备H2O2的水溶液是一种常用的杀菌剂，其质量百分比一般为3%和30%1 . H2s和H2O2的主要物理性质比较如下:熔点/ K沸点/ K标准状况时在水中的溶解度H2s1872022.6H2O2272423以任意比互溶H2s和H2O2的相对分子质量基本相同，造成上述物理性质差异的主要原因是什么2,已知O2F2结构与H2O2相似，但O2F2中O O键长121pm , H2O2中O O键长148pm, 请给出O2F2的结构，并解释二个化合物中O O键长不同的原因。3.在配平KMnO4、H2O2、H2SO4三者反应的化学方程式时，出现多组配

2、平化学计量数，如:2KMnO 4+ 3H2O2+ 3H2SO4= K2SO4+ 2MnSO 4+ 6H2O + 4O212KMnO 4+ 5H2O2 + 3H2SO4= K2SO4+ 2MnSO 4+ 8H2O+ 5O212KMnO 4+ 7H2O2 +3H2SO4= K2SO4+ 2MnSO 4+ 10H2O+ 602T2KMnO 4+ 9H2O2 + 3H2SO4= K2SO4+ 2MnSO 4+ 12H2O+ 702T(1)假设这4个化学反应方程式都合理，请研究各组化学计量数的变化规律，写出符合 该规律的一个新化学方程式。(2)仔细想来上述反应中有个反应非常不合理，为什么?(3)请设计方

3、法证明以上 4个化学反应方程式中哪一个是合理的4.分别写出实验室、老工业、新工业制备H2O2的三种方法的反应方程式。5,将H2O2溶液滴入含有酚酗的 NaOH溶液中，红色消失。甲学生认为这是由于H2O2是二元弱酸，消耗了 OH,而使红色褪去；乙学生认为，H2O2具有强氧化性，将酚酗氧化，红色消失。试设计一个实验论证甲、乙两位学生的解释中哪种正确？第二题(10分)H2O2的催化分解右图所示为金属离子催化H2O2的反应原理。H2O2像是钻进风箱的老鼠：两头受气。已知： 1，a八书.682V一 、书.77V, ,1_ 3+ 书.771V_ 2+_0.44V_。2 I /12催化.用途：H2O2用作漂

4、白剂（纸浆、织物）、杀菌消毒剂、火箭的液体燃料等。三、其它过氧化物Na2O2、U2O2、CaO2、BaO?、CQ5、CH3COOOH、S2O82 四、几个名词解释.过氧化物（peroxide ）含有过氧基（ O O ）或与酸作用生成过氧化氢的氧化机可看作 是过氧化氢的衍生物。例如，过氧化钠、过氧化镁、过氧化锌、过醋酸等。大多不稳定，容 易释放新生态氧，具有强氧化性。为强氧化剂，与可燃物质接触会发火。主要用作氧化剂、 漂白剂、催化剂等。.过氧酸（peroxyacid , peracid）:简称过酸。分子中含有过氧基（ O O ）的酸类。 可分“无机过氧酸”及“有机过氧酸”两种。前者有过硫酸、过二

5、硫酸等；后者和竣酸有关，以RCOOO H通式表示。过氧竣酸和H2O2 一样是有效的氧化剂，会和烯类发生” 环氧化反应，生成1, 2环氧化物，后者进一步水解成1, 2 二醇类（羟基化）。过氧竣酸大都不稳定，必须在冷处贮藏及新鲜制备。常用的有以下几种：过（氧）甲酸、过（氧） 乙酸、过（氧）苯甲酸、间氯过（氧）苯甲酸。.过氧化氢（bydrogen peroxide ）化学式H2O2。结构式H - O O - H o分子量34.01。纯品 为无色粘稠液体。比重 1.4422 （25C） o熔点0.41 C。沸点150.2C。丝毫未被洁污的纯净 过氧化氢溶液极为稳定，但同粕黑、二氧化镒等催化剂接触时，即

6、起剧烈分解，放出大量氧 气而发生爆炸。贮存时会分解成水和氧，微量杂质（如铜、铁等重金属盐）的沾污加速其分 解；可加少量乙酰代替苯胺或锡酸钠等稳定剂，以消除它们的催化效应。与水、乙酸可互溶，溶于乙醴，不溶于石油醴。过氧化氢水溶液俗称“双氧水”，一般指含过氧化氢3% （按重量计算）的水溶液，也有含量为30%的浓溶液。浓度为90%或无水的过氧化氢也可制得。浓的过氧化氢溶液会烧伤皮肤，容易引起着火和爆炸。工业上可由硫酸或酸性硫酸盐电解氧 化而成过硫酸或过硫酸盐，再经水解后制得，也可由 2 乙基慈醍经氢化后再氧化制得。用 作氧化剂（遇更强的氧化剂也可作还原剂）、漂白剂、消毒剂，也用以制无机和有机过氧化物

7、和火箭燃料。（转末页）参考答案（专题07）第一题（14分）0.51 . H2O2分子间存在氢键（1分），在液态或固态中存在缔合现象，所以熔、沸点高（ 分）；与水分子可形成氢键，所以溶解度大（0.5分）。F. o0、（0.5分）氟与氢对电子对的吸引力不同（1分）. （1） 2KMnO 4+11H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+14心0 + 802个（0.5 分）（2）第个反应，酸性条件下KMnO 4不可能自身产生 02 （1分）（3）用H/8O2进行示踪原子实验，证实生成的氧气全部是18。2,其他含氧生成物中不含有180,所以只有反应方程式合理，其余都不合理。（1.5分）.实验室

8、：BaO2+ 2CO2+ 2H2O= Ba（HCO 3）2+ H2O2 （1 分）老工业：2NH4HSO4-（NH 4）2S2O8+ H2 T（NH 4）&。8+ 2H 20 = 2NH 4HSO4+ H2O2 （1.5 分）（1.5 分）新工业:.向褪色后的溶液中加入少量氢氧化钠溶液使溶液显碱性，如果溶液变红，说明甲学生的解释正确；反之，说明乙学生的解释正确。（1.5分）第二题（10分）HnO2 + 2H1 !, * T J I （各 0.5 分）O.+ 2H +H-02因为标准电极电势：Fe3+/Fe2+O2/H2O2 所以 2Fe3+ %。2= 2Fe2+ O2+2H+又因为 O2/H2

9、OFe3+/Fe2+ 所以 H2O2+ 2Fe2+ 2H = 2Fe3+ + 2H2O （各 1 分）5H2O2+ 2KMnO 4+ 3H2SO4= K2SO4+ 2MnSO4+ 8H20+ 502TMn22H2O2H2O+O21 （各 1 分）H2O2+2KI +H2SO4=I2+K2SO4+2H2O 2H2O22H2O + O2T （各 1 分）5,酸性溶液中：2Fe（CN）64+H2O2+2H+ = 2Fe（CN）63+ 2H2O碱性溶液中：2Fe（CN）6“+H2O2+2OH -= 2Fe（CN）6-+ 2H2O+O2T （各 1 分）第三题（9分）2Li 2O2+ 2c0 2= 2L

10、i 2CO3 + 02 11 分）Na2O2 （1 分）Na2O2溶于水是剧烈的放热反应（1分）H2O2+2C2H5OLi - U2O2+2C2H50H （1 分） 过滤（1 分）U2O2摩尔质量比Na?。小，同质量时得到氧气更多（1分）；Li 202易保存，锂盐腐蚀性小（1分）Li2O2 （1 分）Li2O21/2O2： 0.349g Og Li 2O2； KO23/4。2： 0.337g Og KO 2 （1 分）第四题（9分）, H m大5-_八. 小0 5H （各0.5分）. 2CH3CH2OH+ HOSO2OH f CH3CH2OS020cH2CH3+2H2O 酯（各 0.5 分）.

11、 （C2H5）2SO4 + H2O2-（C2H5）2。2+ H2SO4（ 1 分） 取代（0.5 分）. （C2H5）2。2+ H2-C2H5OC2H5+ H2O （C2H5）2。2 + 心-2C 2H50H （各 1 分）.把得到的产物与水混合看是否分层，若分层，则H2O2的结构应为式；若不能分层则为乙醇，H2O2的结构应为式。（1.5分，其它合理答案也可）.54 45 （各1分）第五题（8分）A ： H 3O2+SbF6H2O2+HF + SbF5=H3O2SbF6（各 1 分）（1） B: H 3O + SbF6 （1 分）0: sp3杂化;Sb: sp3d2 （各 0.5 分）2H3O

12、2SbF6 &2H3O + SbF6 +02T （ 0.5 分）（1） SH3SbF6（1 分）H2S+ HF + SbF5=SH3SbF6 （0.5 分）NH 4 H00（1 分）它们都是一种比水弱得多的碱（1分）第六题（7分）O2+CO + H20fH2O2+CO2 （1 分）（PPh3）2Pd（n ）X2+ C0+ H2O+ 2PPh3（PPh3）4Pd（0）+ CO2+ 2HX （1.5 分） （PPh3）4Pd（0）+O2f（PPh3）2Pd（n ）O2+2PPh3 （ 1 分） （PPh3）2Pd（n ）02+ 2HX f H2O2+ （PPh3）2Pd（n ）X2 （1.5 分）

13、RCI + CO + H2O -RH+ HCl+ C02 （1 分）实验研究中均是采用贵金属铝作为催化剂；催化剂的回收与再生都比较困难，不可避 免地造成了贵金属催化剂的浪费；催化剂与配位体的回收还要涉及分离萃取等单元操作过程使工艺更加复杂，增加操作费用。（1分）第七题（9分）. 2MnO4 +5H2O2 + 6H+=2Mn2+ + 5O2T + 8H20 （1 分）H2O2+2I +2H+j+2H2O I2+2S2O32 =S4O62 +2I （1 分）2Ce4+ + H2O2=2Ce3+O2T + 2H+ （1 分）2,用KMnO 4滴定时，丙乙酰胺、乙酰苯胺等有机物也与KMnO 4作用，要

14、消耗少量的标准溶液，从而引起较大的测量偏大。（1.5分）. Ce0在酸性条件下有强氧化性，酸性减弱Ce”易水解。（1分）.滴定到终点时 Fe（phen）32+被 Ce”氧化为 Fe（phen）3 ,配离子 Fe（phen”2+和 Fe（phen”3+ 显示不同的颜色（红色浅蓝）（1.5分）焉喝小。如分）第八题（15分） TOC o 1-5 h z . A: CH3-CO-O-OH; CH3COOH + H2O2-CH3COO OH + H2O;过氧乙酸易溶 于水，因为有短基存在，竣基为亲水基团。过氧乙酸不稳定，因为有过氧键存在。（2分）.尽可能使冰醋酸转化成过氧乙酸；由于上述反应是放热反应，H

15、2O2滴速过快，放出的热量高，会引起过氧乙酸的分解。在反应中，浓硫酸起催化作用。（2分）3,由于浓过氧乙酸、H2O2及冰醋酸均有腐蚀性，实验中应戴橡胶手套操作。由于过氧乙酸和H2O2不仅易分解，而且是强氧化剂，制备及贮存时应避光，并远离热源。（1分）浓过氧乙酸溶液最好贮存在塑料瓶中，不要用玻璃瓶包装，以防止其分解放出氧气引起玻 璃瓶因内压强过高而发生爆炸。可在过氧乙酸里加入8羟基唾咻等稳定剂。（1分）4.化学方程式：2KMnO 4+3H2SO4+ 5H2。2= 2MnSO 4+ K2SO4+ 5O2+ 8H2O2KI + 2H2SO4+CH3COOOH =2KHSO4+CH3COOH +H2O

16、 + I2 （各 1 分）I2+ 2Na2s2。3= 2NaI + Na2s4O6 （0.5 分）5.计算过程：w=VcM- x 1001000 2m过氧乙酸的质量分数=0.182 （3分）及父。1。18M 76.05 x 100=18.2%1000 2 0.5027.为避免过氧乙酸与高镒酸钾反应。或：为避免过氧乙酸分解产生过氧化氢继续与高镒酸钾反应。（1分）.过氧乙酸属过氧化物类消毒剂，依靠其强大的氧化能力破坏蛋白质的基础分子结构，从而达到快速杀灭微生物的目的。（1分）第一步化学反应方程式：CH3-CO-O-OH =CH3COOH + 1/2O2 （0.5 分）.过氧乙酸杀菌能力极强，可分解成无毒成份，使用后只需少量水冲洗，无味、无毒、无残留；同时，过氧乙酸无染色、无泡沫，可与水任意比例混合，使用方便。（1分）第九题（21分）（1） H2O2+CI +H + =H2O+HOCl （1 分）（2）没有变化。理由：过氧化氢把过氧团转移到锂原子上形成钮与过氧团配合的配合 物并没有改变钮的氧化态， 所以从三角双锥到四方锥体钮的氧化态并没有发生变化； 其后添加的水和氢离子都不是氧化剂或还原剂，因此，过氧团变成次氯酸的反应 也没有涉及引的氧化态的变化，结论：在整个循环过程中轨的氧化态不变。（2分）（1） NaBH8O7（1 分） NaBH 2。4 （ 1.5 分）（2） C9H