Question

臭氧是一種較為簡單的分子，由3個氧原子結(jié)合而成．在大氣層中，臭氧能夠吸收紫外線，使地球生物免遭輻射侵害．臭氧具有極其的氧化性，空氣中的O₂放電時可產(chǎn)生O₃：3O₂═2O₃．根據(jù)以上信息和相關(guān)知識回答下列問題：I．下列判斷正確的是

 

（填序號）．
a．O₃分子只具有氧化性不可能具有還原性
b．O₃消毒原理與次氯酸相同
c．O₂轉(zhuǎn)化為O₃的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)
d．將O₃通入FeSO₄溶液中不會出現(xiàn)顏色變化
II．某探究性學(xué)習(xí)小組為了驗(yàn)證O₃的氧化性強(qiáng)于O₂，進(jìn)行了下述實(shí)驗(yàn)，請參與探究并回答相關(guān)問題．
【實(shí)驗(yàn)原理】O₃+2KI+H₂O═KOH+I₂+O₂，淀粉溶液遇單質(zhì)碘變藍(lán)色．
【實(shí)驗(yàn)用品】臭氧消毒碗柜、淀粉溶液、KI溶液、濾紙、玻璃片、溫度計等．
【實(shí)驗(yàn)步驟】①取淀粉溶液與KI溶液混合；
②將兩片用濾紙剪成的紙條放在淀粉和KI的混合液中濕潤后分別放置于兩塊潔凈的玻璃片上；
③將一塊玻璃片 I放進(jìn)臭氧消毒碗柜中并接通電源生成臭氧．將另一塊玻璃片 II放進(jìn)可控溫度的溫箱里（溫箱里的O₃忽略不計），使溫箱的溫度與消毒碗柜中的溫度相等．
④觀察現(xiàn)象并進(jìn)行記錄：試回答下列問題：

時間（min）		0	15	30	45	60	90	120
濾紙 條的 顏色 變化	玻璃片I上的濾紙條	白色	白色	灰色	淺藍(lán)色	藍(lán)色	藍(lán)色	淺藍(lán)色
	玻璃片II上的濾紙條	白色	白色	白色	白色	灰色	灰色	淺藍(lán)色

（1）實(shí)驗(yàn)原理中化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)類型是

 

（填序號）．
a．離子反應(yīng)       b．置換反應(yīng)        c．復(fù)分解反應(yīng)      d．氧化還原反應(yīng)
（2）反應(yīng)O₃+2KI+H₂O═KOH+I₂+O₂中氧化劑為

 

，還原劑為

 

．
（3）整個實(shí)驗(yàn)過程中要保持兩塊玻璃片所處環(huán)境的溫度相同的原因是

 

．
（4）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄中不能得出的結(jié)論是

 

（填序號）．
a．O₃的氧化性比O₂強(qiáng)
b．氧氣能氧化KI中的I^-
c．消毒碗柜中只有O₃，沒有O₂
d．O₃不僅氧化I^-的速率比氧氣快，而且有漂白作用
（5）在O₃氧化KI的反應(yīng)中，若有9.6g O₃發(fā)生反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計,臭氧

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計題

分析：I．a(chǎn)．O₃分子中氧原子的化合價變化來判斷；
b．O₃消毒原理是利用的強(qiáng)氧化性；
c．O₂轉(zhuǎn)化為O₃的反應(yīng)根據(jù)化合價是否變化判斷；
d．利用臭氧的強(qiáng)氧化性來判斷；
II．通過分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄，玻璃片（Ⅰ）上的濾紙先變藍(lán)色，說明O₃先把I^-氧化成I₂，因而氧化性O(shè)₃＞O₂；
（1）根據(jù)反應(yīng)應(yīng)方程式的分析；
（2）根據(jù)氧化劑化合價減低，還原劑化合價升高分析；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究的方法分析；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析；
（5）根據(jù)得失電子守恒計算．

解答： 解：I．a(chǎn)．因?yàn)檠跫从胸?fù)價又有正價，所以O(shè)₃分子即具有氧化性又具有還原性，故a錯誤；
b．O₃消毒原理是利用其強(qiáng)氧化性與次氯酸相同，故b正確；
c．O₂轉(zhuǎn)化為O₃的反應(yīng)沒有化合價變化，所以不屬于氧化還原反應(yīng)，故c錯誤；
d．因?yàn)槌粞蹙哂袕?qiáng)氧化性，則將O₃通入FeSO₄溶液中會生成黃色的三價鐵離子，故d錯誤；
故選：b；
II．通過分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄，玻璃片（Ⅰ）上的濾紙先變藍(lán)色，說明O₃先把I^-氧化成I₂，因而氧化性O(shè)₃＞O₂．
（1）根據(jù)O₃+2KI+H₂O═KOH+I₂+O₂，應(yīng)即屬于離子反應(yīng)又屬于氧化還原反應(yīng)，故選ad；
（2）根據(jù)O₃+2KI+H₂O═KOH+I₂+O₂，氧化劑化合價減低即O₃，還原劑化合價升高KI，故答案為：O₃；KI；   
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究的方法，即討論臭氧和氧氣的氧化性強(qiáng)弱就要求其他因素要保持一致，所以所處環(huán)境的溫度相同的原因是排除溫度變化帶來的影響，
故答案為：排除溫度變化帶來的影響；
（4）根據(jù)以上分析，O₃的氧化性比O₂強(qiáng)，氧氣能氧化KI中的I^-，以及通過玻璃片I上的濾紙條90分鐘到120分鐘是顏色變線說明O₃不僅氧化I^-的速率比氧氣快，而且有漂白作用，根據(jù)玻璃片II上的濾紙條的顏色變化消毒碗柜中也有O₂，故c錯誤；故選c；      
（5）2KI～O₃～I(xiàn)₂～2e^-
48g　　　2 mol
9.6 g    n（e^-）
n（e^-）=0.4 mol，故答案為：0.4 mol．

點(diǎn)評：本題主要考查了臭氧的強(qiáng)氧化性以及與氧氣的氧化性的比較，難度不大，抓住實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象來分析本質(zhì)是解題的關(guān)鍵．