Question

4．過氧化氫（H₂O₂）有廣泛的用途．工業(yè)上用電解硫酸氫銨水溶液的方法制備過氧化氫，其反應原理是：2NH₄HSO₄$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$（NH₄）₂S₂O₈+H₂↑，
（NH₄）₂S₂O₈+2H₂O═2NH₄HSO₄+H₂O₂．其流程如下：
回答下列問題：
（1）根據(jù)以上反應原理可知，電解硫酸氫銨溶液時，陰極的電極反應方程式是：
2H⁺+2e^-═H₂↑．
（2）在上流程圖中，采用減壓蒸餾的原因是：過氧化氫不穩(wěn)定，受熱容易分解，減小氣壓，使液體沸點降低．
可循環(huán)利用的物質是NH₄HSO₄．
（3）過氧化氫具有的化學性質是ACD．
A．不穩(wěn)定性     B．弱堿性    C．氧化性    D．還原性
（4）硫酸銅溶液中混有少量硫酸亞鐵．在除去雜質的過程中，使用過氧化氫時反應的離子方程式是2 Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
（5）在硫酸的存在下，用過氧化氫與乙酸作用制備過氧乙酸（CH₃COOOH）的化學方程式是：CH₃COOH+H₂O₂$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$CH₃COOOH+H₂O．

Answer 1

分析 （1）電解硫酸氫銨水溶液得到（NH₄）₂S₂O₈和H₂，電解池中陰極是得到電子發(fā)生還原反應；
（2）根據(jù)過氧化氫不穩(wěn)定，受熱容易分解分析；根據(jù)反應流程中（NH₄）₂S₂O₈+2H₂O═2NH₄HSO₄+H₂O₂反應分析；
（3）根據(jù)過氧化氫受熱易分解和過氧化氫中氧元素的化合價是-1價，處于中間價態(tài)分析判斷；
（4）過氧化氫具有氧化性，能把亞鐵離子氧化生成鐵離子；
（5）在硫酸的作用下，過氧化氫與乙酸反應生成過氧乙酸和水，據(jù)此書寫方程式．

解答 解：（1）電解硫酸氫銨水溶液得到（NH₄）₂S₂O₈和H₂，電解池中陰極是得到電子的，所以為溶液中的氫離子放電，方程式是2H⁺+2e^-═H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-═H₂↑；
（2）由于過氧化氫不穩(wěn)定，受熱容易分解，所以減小氣壓，能使液體沸點降低，易于蒸發(fā)出；根據(jù)反應流程可知，（NH₄）₂S₂O₈+2H₂O═2NH₄HSO₄+H₂O₂，在生成雙氧水的同時，還生成NH₄HSO₄，所以能循環(huán)使用的是NH₄HSO₄，故答案為：過氧化氫不穩(wěn)定，受熱容易分解，減小氣壓，使液體沸點降低；NH₄HSO₄；
（3）過氧化氫不穩(wěn)定，受熱易分解，同時過氧化氫中氧元素的化合價是-1價，處于中間價態(tài)，因此既有氧化性，還有還原性，故選：ACD；
（4）過氧化氫具有氧化性，能把亞鐵離子氧化生成鐵離子，再通過調節(jié)pH值使鐵離子沉淀銅離子不沉淀，則過氧化氫把亞鐵離子氧化生成鐵離子的離子方程式是2 Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，故答案為：2 Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（5）在硫酸的作用下，過氧化氫與乙酸反應生成過氧乙酸和水，方程式為：CH₃COOH+H₂O₂$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$CH₃COOOH+H₂O，故答案為：CH₃COOH+H₂O₂$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$CH₃COOOH+H₂O．

點評 本題考查了實驗制備實驗方案設計，同時考查了電解池原理以及過氧化氫的性質，了解物質的性質是解本題關鍵，難度中等．