过氧化氢的性质及应用(含解析)

2020届高考化学第二轮专题复习课时提升训练过氧化氢的性质及应用一、选择题1、过氧化氢的沸点比水高，但受热容易分解。某试剂厂先制得7%～8%的过氧化氢溶液，再浓缩成30%的溶液时，可采用的适宜方法是()A．常压蒸馏B．减压蒸馏C．加生石灰常压蒸馏D．加压蒸馏答案：B。解析：液态物质的沸点与压强有关，减小压强，能降低其沸点，这样就能在温度不是很高的情况下使水蒸发而H2O2又不会分解。2、对于反应2H2O2====2H2O+O2↑，下列措施不能增大其分解速率的是()A.向反应体系中加水B.升高H2O2溶液的温度C.向H2O2溶液中加入少量MnO2D.向H2O2溶液中加入一定浓度的FeCl3溶液答案：A。解析：向反应体系中加水，使溶液变稀，反应速率减慢，A项错。升高温度可使反应速率加快，B项正确。MnO2、FeCl3都能起催化作用，使反应速率加快，C、D项正确。3、下列关于H2O2的说法不正确的是()A．H2O2的电子式为B．H2O2是一种绿色氧化剂的原因是氧化产物为H2OC．H2O2能杀菌消毒的原理是H2O2的强氧化性D．H2O2的漂白原理与SO2的漂白原理不同答案：B解析：H2O2作氧化剂时氧化产物为O2不是H2O。4、过氧化氢又称双氧水，它是一种二元弱酸，比碳酸的酸性弱，它在受热或碱性条件下极不稳定，易分解生成H2O和O2。随着社会需求的增长，尤其是生态环境保护的需要，双氧水近年来更受到人们的青睐，并被称为绿色氧化剂，根据上述材料，下列说法正确的是()A．双氧水能使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了双氧水的氧化性B．H2O2的电离方程式为H2O22H＋＋Oeq\o\al(2－,2)C．2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑，每产生1molO2，转移电子数为4NAD．SO2通入H2O2中，溶液酸性增强，反应的离子方程式为：SO2＋H2O2=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)答案：D解析：KMnO4和H2O2反应，显示H2O2的还原性。H2O2为二元弱酸，以第一级电离为主，应为H2O2H＋＋HOeq\o\al(－,2)。H2O2分解生成1molO2，转移2NA电子。5、向H2O2溶液中加入适量稀硫酸酸化的硫酸亚铁溶液，依次观察到如下现象：①反应刚开始，仅有少量气泡产生；②反应片刻后，有大量气泡产生；③试管底部最终出现红褐色沉淀。下列判断正确的是()A．①中仅发生一个反应B．Fe3＋能催化H2O2的分解C．反应过程中溶液pH不断减小D．FeSO4与等物质的量的H2O2恰好反应答案：B解析：过氧化氢具有强氧化性，将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，同时发生反应：2H2O2=2H2O＋O2↑，存在两个反应，A错误；②反应片刻后，有大量气泡产生，说明发应生成的铁离子起到催化剂的作用，B正确；根据方程式2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O可知反应消耗氢离子，pH不断增大，C错误；由2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O知，FeSO4与H2O2按照物质的量比2∶1参加反应，D错误。6、已知分解1molH2O2放出热量98kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2＋I－=H2O＋IO－慢H2O2＋IO－=H2O＋O2＋I－快下列有关该反应的说法正确的是()A．反应速率与I－的浓度有关B．IO－也是该反应的催化剂C．反应活化能等于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，过氧化氢分解快慢决定于反应慢的①，I－是①的反应物之一，其浓度大小对反应不可能没有影响，例如，其浓度为0时反应不能发生，A正确；将反应①＋②可得总反应方程式，反应的催化剂是I－，IO－只是中间产物，B错误；1mol过氧化氢分解的ΔH＝－98kJ·mol－1，ΔH不是反应的活化能，是生成物与反应物的能量差，C错误；因为反应是在含少量I－的溶液中进行的，溶液中水的浓度是常数，不能用其浓度变化表示反应速率，D错误。7、对于反应2H2O2=2H2O＋O2↑，下列措施不能增大其分解速率的是()A．向反应体系中加水B．升高H2O2溶液的温度C．向H2O2溶液中加入少量MnO2D．向H2O2溶液中加入一定浓度FeCl3溶液答案：A。解析：升高温度增大分解速率，MnO2、Fe3＋对H2O2分解起催化作用，加入MnO2、FeCl3可加大分解速率，加水稀释H2O2浓度减小，分解速率减小。二、非选择题8、过氧化氢(H2O2)俗名双氧水，医疗上可作外科消毒剂，是一种二元弱酸且具有氧化性。(1)H2O2的结构式为______________。(2)①在一定条件下异丙醇[CH3CH(OH)CH3]用O2经多步氧化可制得H2O2，同时生成CH3COCH3，写出制备H2O2的化学方程式：_________________________________。②过氧化铬(CrO5，分子结构为)中Cr的化合价为__________；过氧化铬可通过酸性K2Cr2O7溶液与过氧化氢反应制得，写出该反应的离子方程式_______________________________。(3)N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－640kJ·mol－1H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－164g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是__________kJ。(4)油画的染料含Pb，长时间与空气中的H2S作用生成PbS(黑色)而发暗，可用H2O2使其变白，写出变白过程的化学方程式：___________________________________________。(5)已知常温下，H2O2的K1≈1.67×10－12，则该温度下5.39mol·L－1的H2O2中c(H＋)约为______________，写出H2O2与Ca(OH)2作用形成正盐的化学方程式：__________________________________。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中原子间以共价键结合，其结构式为H—O—O—H。(2)①由信息可写出化学方程式CH3CH(OH)CH3＋O2→H2O2＋CH3COCH3。②根据CrO5的分子结构可知，其中有4个氧原子的化合价为－1,1个为－2，则该化合物中Cr元素的化合价是＋6；由于溶液显酸性，因此反应中还有氢离子参加，根据原子守恒可知，生成物中有水，因此反应的离子方程式为Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋4H2O2＋2H＋=2CrO5＋5H2O。(3)H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－1ⅰ；N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－640kJ·mol－1ⅱ，根据盖斯定律求得N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l)ΔH＝ⅱ－4×ⅰ＝－816kJ·mol－1,64g液态肼的物质的量为2mol，与足量的液态H2O2反应放出的热量为1632kJ。(4)由题给信息以及得失电子守恒可写出化学方程式：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，过氧化氢可看成二元弱酸，所以和氢氧化钙反应形成正盐的化学方程式为Ca(OH)2＋H2O2=2H2O＋CaO2。9、过氧化氢是一种绿色氧化剂、还原剂，工业上有多种方法制备H2O2。(1)①乙基蒽醌法是制备过氧化氢最常用的方法，其主要过程可以用上图表示，写出此过程的总化学方程式：_______________。②空气阴极法制备H2O2是一种环境友好型、节能型制备方法，电解总方程式为3H2O＋3O2eq\o(=,\s\up7(催化剂))3H2O2＋O3，则阳极上电极反应式为_________________________________。(2)氧也能与钾元素形成K2O、K2O2、KO2、KO3等氧化物，其中KO2是一种比Na2O2效率高的供氧剂，写出它与CO2反应的化学方程式：_________________________________。(3)研究表明，H2O2相当于二元弱酸，在实验中，甲同学将H2O2加入含酚酞的NaOH溶液中，发现溶液红色褪去，甲的结论为：H2O2和NaOH中和，从而溶液褪色，而乙同学不赞同甲同学的观点，认为是H2O2的漂白性，将酚酞氧化而褪色，请设计实验证明，到底是甲同学还是乙同学观点正确______________________________________。答案：(1)①H2＋O2eq\o(=,\s\up7(催化剂))H2O2②2H2O－2e－=H2O2＋2H＋(2)4KO2＋2CO2=2K2CO3＋3O2(3)取甲同学实验后褪色后的溶液少许置于试管中，用滴管再加入NaOH溶液，如溶液又变红色，则甲同学观点正确，如溶液不变红色，则乙同学观点正确解析(1)①由图可以看出，反应过程中的有机物为催化剂，H2＋O2eq\o(=,\s\up7(催化剂))H2O2。②水在阳极上发生氧化反应生成H2O2：2H2O－2e－=H2O2＋2H＋。(2)因为KO2可以作供氧剂，故与二氧化碳反应生成碳酸钾和氧气，化学方程式为4KO2＋2CO2=2K2CO3＋3O2。(3)溶液褪色可能是H2O2和NaOH发生中和反应，溶液碱性减弱而褪色，也可能是因为H2O2的强氧化性，将酚酞漂白而褪色，证明甲、乙两同学观点只需证明酚酞有无。10、过氧化钙(CaO2)在室温下稳定，加热至350℃左右，迅速分解。微溶于水，不溶于乙醇，可溶于稀酸生成过氧化氢。实验室用如下方法制备CaO2并测定其纯度。过氧化钙的制备实验装置和步骤如下：将盛有H2O2溶液和氨水混合液的三颈烧瓶置于冷水浴中，在搅拌下滴入CaCl2溶液，析出固体CaO2·8H2O。对所得固体过滤，用5mL无水乙醇洗涤2～3次，转移至坩埚于烘箱内105℃下脱水干燥，冷却后称重，得产品CaO2。回答下列问题：(1)仪器A的名称为__________；恒压分液漏斗的导管a的作用为________________________________________________________。(2)三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为______________________；将三颈烧瓶置于冷水浴中，其主要目的为_______________。(3)用无水乙醇代替水洗涤的目的是__________________________；判断脱水干燥是否完全，至少需要冷却后称重______次。(4)过氧化钙纯度的测定，装置如图所示。检查装置气密性后，精确称取mg过氧化钙样品加入试管中，调整甲管内液面读数在0～1mL之间，并与乙管的液面相平，记下甲管内液面的初读数V1mL。加热，过氧化钙逐渐分解放出氧气，完全分解，停止加热冷却至室温后，使甲乙两管的液面相平，记下甲管内液面的终读数V2mL，设在此温度和压强下气体摩尔体积为VmL·mol－1，则样品中CaO2的质量分数为________%。(5)过氧化钙用于长途运输鱼苗，可能的原因是________________________。答案：(1)球形冷凝管使恒压分液漏斗上部与三颈烧瓶相通，便于漏斗内液体顺利流下(2)CaCl2＋H2O2＋2NH3·H2O＋6H2O=CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl(反应放热)防止双氧水分解和氨水挥发(3)降低洗涤过程中固体物质的溶解损失，乙醇易挥发，更利于干燥2(4)eq\f(14.4V2－V1,mVm)(5)可与水缓慢反应放出氧气作供氧剂，可杀菌消毒，可吸收CO2等(合理即可)解析(1)仪器A的名称为球形冷凝管；恒压分液漏斗可以起到平衡压强的作用，因此，导管a的作用为使恒压分液漏斗的上部与三颈烧瓶相通，便于漏斗内液体顺利流下。(2)从题干叙述可知，CaCl2和H2O2溶液、氨水混合液反应生成CaO2·8H2O，化学方程式为CaCl2＋H2O2＋2NH3·H2O＋6H2O=CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl；由于该反应放热，且双氧水易分解，氨水易挥发，故需要冷水浴。(3)由信息知过氧化钙(CaO2)