Question

H₂O₂一種常用的綠色氧化劑，在化學(xué)研究中應(yīng)用廣泛

（1）H₂O₂分解過程中能量變化如圖（a）所示，試判斷該反應(yīng)為

 

反應(yīng) （吸熱或放熱）
（2）①已知：Fe³⁺催化H₂O₂分解的機(jī)理可分兩步反應(yīng)進(jìn)行，第一步反應(yīng)為：2Fe³⁺+H₂O₂=2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺完第二步反應(yīng)的離子方程式：□Fe²⁺+□H₂O₂+□

 

=□

 

+

 

②按圖（b）裝置（A、B）瓶中已允有NO₂體.2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H＜0察到b瓶中氣體顏色比a瓶中的

 

（填“深”或“淺”），原因

 

（3）空氣陰氣陰極法電解制備H₂O₂裝置如圖（c）所示主要原理是在堿性電解質(zhì)溶液中，利用空氣中的O₂反應(yīng)后刻的到H₂O和稀堿的混合物，寫出陰極電極反應(yīng)式

 

 （4）用 H₂O₂和H₂SO₄混合溶液可溶解印刷電路板中的金屬銅，請(qǐng)寫出銅溶解的離子方程式

 

 
（5）控制其他條件相同，印刷電路板的金屬粉末用10%H₂O₂和3.0mol/L^-1 H₂SO₄溶液處理，測(cè)得不同溫度下同的平均溶解速率（見下表）

溫度（℃）	20	30	40	50	60	70	80
Cu的平均溶解速率（×10-3mol．min-1	7.34	3.01	9.25	7.98	7.24	6.73	5.76

當(dāng)溫度高于40℃銅的溶解平均溶解速率隨著反應(yīng)溫度的升高而下降，其主要原因之一是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氧化還原反應(yīng)方程式的配平,氧化還原反應(yīng),吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素,電解原理

專題：

分析：（1）反應(yīng)物總能量高于生成物總能量反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
（2）①總反應(yīng)為2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，第一步反應(yīng)為2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺，則總反應(yīng)減去第一步反應(yīng)為第二步反應(yīng)的方程式；
②由圖b可知，2mol二氧化氮的能量高于1mol四氧化二氮的能量，故二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以圖c中，右側(cè)燒杯的溫度高于左側(cè)，升高溫度使2NO₂（紅棕色）?N₂O₄（無色）△H＜0，向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即向生成NO₂移動(dòng)；
（3）氧氣在陰極還原得到H₂O₂和稀堿的混合物；
（4）銅、雙氧水、硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水；
（5）當(dāng)溫度高于40℃時(shí)，銅的平均溶解速率隨著反應(yīng)溫度的升高而下降，其主要原因是：溫度高于40℃后，隨著溫度的升高，H₂O₂的分解速率加快，使溶液中H₂O₂的濃度降低加快，對(duì)銅的溶解速率的影響超過了溫度升高對(duì)銅溶解速率的影響，所以銅的溶解速率逐漸減�。�

解答： 解：（1）由圖a可知，1mol過氧化氫總能量高于1mol水與0.5mol氧氣總能量，故過氧化氫分解是放熱反應(yīng)，故答案為：放熱；
（2）①總反應(yīng)為2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，第一步反應(yīng)為2Fe³⁺+H₂O₂═2Fe²⁺+O₂↑+2H⁺，則總反應(yīng)減去第一步反應(yīng)為第二步反應(yīng)2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2；1；2H⁺；2Fe³⁺；2H₂O；
②由圖b可知，2mol二氧化氮的能量高于1mol四氧化二氮的能量，故二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以圖c中，右側(cè)燒杯的溫度高于左側(cè)，升高溫度使2NO₂（紅棕色）?N₂O₄（無色）△H＜0，向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即向生成NO₂移動(dòng)，故B瓶顏色更深，
故答案為：深； 右側(cè)燒杯由于H₂O₂分解放熱水溫升高，使上述平衡向逆向移動(dòng)；
（3）氧氣在陰極還原得到H₂O₂和稀堿的混合物，電極反應(yīng)式為：O₂+2e^-+2H₂O=H₂O₂+2OH^-，故答案為：O₂+2e^-+2H₂O=H₂O₂+2OH^-；
（4）銅、雙氧水、硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，離子方程式為：H₂O₂+2H⁺+Cu=Cu²⁺+2H₂O，故答案為：H₂O₂+2H⁺+Cu=Cu²⁺+2H₂O；
（5）溫度高于40℃后，隨著溫度的升高，H₂O₂的分解速率加快，使溶液中H₂O₂的濃度降低加快，對(duì)銅的溶解速率的影響超過了溫度升高對(duì)銅溶解速率的影響，所以銅的溶解速率逐漸減��；
故答案為：溫度高于40℃后，隨著溫度的升高，H₂O₂的分解速率加快，使溶液中H₂O₂的濃度降低加快，對(duì)銅的溶解速率的影響超過了溫度升高對(duì)銅溶解速率的影響，所以銅的溶解速率逐漸減小．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電解原理、反應(yīng)速率影響因素、化學(xué)平衡移動(dòng)等，熟悉相關(guān)知識(shí)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．