Question

H₂O₂在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥上都有廣泛的用途．
（1）H₂O₂是二元弱酸，寫出第一步的電離方程式

 

，第二步的電離平衡常數(shù)表達(dá)式K_a2=

 

．
（2）許多物質(zhì)都可以做H₂O₂分解的催化劑．一種觀點(diǎn)認(rèn)為：在反應(yīng)過(guò)程中催化劑先被H₂O₂氧化（或還原），后又被H₂O₂還原（或氧化）．下列物質(zhì)都可做H₂O₂分解的催化劑，在反應(yīng)過(guò)程中先被氧化，后被還原的是

 

．
①I^-             ②Fe³⁺              ③Cu²⁺            ④Fe²⁺
（3）用堿性氫氧燃料電池合成H₂O₂，具有效率高，無(wú)污染等特點(diǎn)．電池總反應(yīng)為：H₂+O₂+OH^-=H₂O+HO₂^-．寫出正極反應(yīng)式：

 

．
（4）H₂O₂是一種環(huán)境友好的強(qiáng)氧化劑．電鍍廢水（主要含Cu²⁺、Ni²⁺，還含少量Fe³⁺、Fe²⁺、Cr³⁺等）制備硫酸鎳的一種流程如下：

①第（ⅰ）步，加入H₂O₂反應(yīng)的離子方程式

 

．
②第（ⅱ）步，濾渣中的主要成分在醫(yī)療上的用途是

 

．
③為測(cè)定NiSO₄?nH₂O的組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：稱取2.627g樣品，配制成250.00mL溶液．準(zhǔn)確量取配制的溶液25.00mL，用0.04000mol?L^-1的EDTA（Na₂H₂Y）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ni²⁺（離子方程式為Ni²⁺+H₂Y^2-=NiY^2-+2H⁺），消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液25.00mL．則硫酸鎳晶體的化學(xué)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,氧化還原反應(yīng),常見化學(xué)電源的種類及其工作原理,化學(xué)平衡常數(shù)的含義

專題：氧化還原反應(yīng)專題,電離平衡與溶液的pH專題,電化學(xué)專題

分析：（1）H₂O₂為二元弱酸，分2步電離；平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積；
（2）根據(jù)在反應(yīng)過(guò)程中先被氧化，后被還原的即化合價(jià)先升高，后降低，結(jié)合元素的化合價(jià)來(lái)解答；
（3）堿性氫氧燃料電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液是KOH溶液（堿性電解質(zhì)），正極是O₂得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，正極的電極反應(yīng)式為：O₂+H₂O+2e^-=HO₂^-+OH^-；
（4）①根據(jù)雙氧水有強(qiáng)氧化性，能氧化還原性的物質(zhì)，如Fe²⁺；
②Cu²⁺能與氨水反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀，氫氧化銅可用于檢驗(yàn)?zāi)蛱牵?br />③根據(jù)關(guān)系式：NiSO₄?nH₂O～EDTA進(jìn)行計(jì)算．

解答： 解：（1）H₂O₂為二元弱酸，分2步電離，電離方程式分別為：H₂O₂?H⁺+HO₂^-，HO₂^-?H⁺+O₂^2-，第二步的電離平衡常數(shù)表達(dá)式K_a2=

C(H+)C(O2 2-)

C(HO2-)

，
故答案為：H₂O₂?H⁺+HO₂^-；

C(H+)C(O2 2-)

C(HO2-)

；
（2）①I^-的化合價(jià)可先升高到0價(jià)，再降低到-1價(jià)，符合題意；
②Fe³⁺的化合價(jià)只能先降低，然后再升高，不符合題意；
③Cu²⁺的化合價(jià)只能先降低，然后再升高，不符合題意，
④Fe²⁺的化合價(jià)可先升高到+3價(jià)，再降低到+2價(jià)，符合題意，
故選：①④；
（3）堿性氫氧燃料電池工作時(shí)，正極是O₂得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+H₂O+2e^-=HO₂^-+OH^-，故答案為：O₂+H₂O+2e^-=HO₂^-+OH^-；
（4）①雙氧水有強(qiáng)氧化性，能氧化Fe²⁺，離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
②濾渣中的主要成分是氫氧化銅，氫氧化銅在醫(yī)療上的用途是檢驗(yàn)?zāi)蛱牵�故答案為：尿糖的檢測(cè)；
③NiSO₄?nH₂O～EDTA
   0.001mol    0.04000mol?L^-1×0.025L．
則250.00mL溶液中含有NiSO₄?nH₂O 0.01mol，即

2.627g

(96+58.7+18n)g/mol

=0.01mol，解n=6，所以硫酸鎳晶體的化學(xué)式為NiSO₄?6H₂O，
故答案為：NiSO₄?6H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道綜合知識(shí)題目，涉及實(shí)驗(yàn)操作，電離方程式式、平衡常數(shù)、氧化還原反應(yīng)，原電池、化學(xué)計(jì)算等，考查學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，難度較大．