Question

H₂O₂是無(wú)色液體，沸點(diǎn)比水高，不穩(wěn)定、易分解生成H₂O和O₂．若向Na₂O₂中通入干燥CO₂氣體，Na₂O₂與CO₂不反應(yīng)．
（1）已知下列反應(yīng)在一定的條件下可以發(fā)生：
H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；H₂O₂+2Fe³⁺═2Fe²⁺+2H⁺+O₂↑
在以上反應(yīng)中Fe²⁺實(shí)際起著催化劑作用，總反應(yīng)式為：2H₂O₂

催化劑  .

2H₂O+O₂↑．
①I₂也與Fe²⁺一樣發(fā)生上述類似反應(yīng)，類比（1）在下面填上合適的化學(xué)方程式：H₂O₂+I₂=2HIO，

 

．
②在H₂SO₄與KI的混合液中加入足量的H₂O₂，放出大量的無(wú)色氣體，溶液呈棕色，并可以使淀粉變藍(lán)．有人認(rèn)為該反應(yīng)的離子方程式為：H₂O₂+2I^-=I₂+2H⁺+O₂↑．這個(gè)方程式正確嗎？若不正確，則正確的反應(yīng)方程式是：

 

（若認(rèn)為正確，則不必作答）．
（2）由相關(guān)資料得知：Na₂O₂與H₂O反應(yīng)可生成 H₂O₂．試設(shè)計(jì)一個(gè)最佳的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，證明Na₂O₂與足量H₂O充分反應(yīng)后的溶液中有H₂O₂存在（可選試劑：Na₂SO₃、Na₂S、FeSO₄）：

 

（簡(jiǎn)述所加試劑、現(xiàn)象及結(jié)論）．
（3）通過實(shí)驗(yàn)對(duì)“二氧化碳是否在有水存在時(shí)才能與過氧化鈉反應(yīng)”加以證明：
①按如圖裝置，在干燥的試管Ⅲ中裝入Na₂O₂后，在通入CO₂前，應(yīng)事先用彈簧夾（K₁、K₂）夾持好，目的是

 

．
②試管 I內(nèi)的試劑X為

 

，打開彈簧夾K₁、K₂，加熱試管Ⅲ約5min后，將帶火星的木條插入試管 II的液面上，可觀察到帶火星的木條不能燃燒，且試管Ⅲ內(nèi)淡黃色粉末沒有發(fā)生變化．
③將試管 I內(nèi)試劑改為

 

飽和溶液時(shí)，其他操作同②，觀察到

 

的現(xiàn)象，證明Na₂O₂與潮濕的CO₂能反應(yīng)且放出O₂．

Answer 1

考點(diǎn)：過氧化氫,性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）由信息可知，已知兩個(gè)反應(yīng)相加得到過氧化氫分解生成氧氣和水的反應(yīng)．
①I₂和Fe²⁺一樣也能與H₂O₂發(fā)生上述類似反應(yīng)，則總反應(yīng)為2H₂O₂═O₂+2H₂O，以此分析兩步反應(yīng)；
②H₂O₂+2I^-═I₂+O₂↑+2H⁺中只有失去電子，沒有得到電子的元素；
（2）雙氧水具有強(qiáng)氧化性，選取具有強(qiáng)還原性的物質(zhì)與其反應(yīng)即可，反應(yīng)現(xiàn)象還應(yīng)明顯；
（3）①根據(jù)讓Na₂O₂與干燥CO₂反應(yīng)，必須保證整個(gè)環(huán)境中不能有H₂O分析；
②試劑X為干燥劑，且X的狀態(tài)為液體，根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)選擇干燥劑；
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析過氧化鈉與潮濕的二氧化碳反應(yīng)的現(xiàn)象．

解答：解：（1）由信息可知，已知兩個(gè)反應(yīng)相加得到過氧化氫分解生成氧氣和水的反應(yīng)．
①I₂和Fe²⁺一樣也能與H₂O₂發(fā)生上述類似反應(yīng)，則總反應(yīng)為2H₂O₂═O₂+2H₂O，則兩步反應(yīng)為H₂O₂+I₂═2HIO、2HIO+H₂O₂=I₂+O₂+2H₂O，
故答案為：2HIO+H₂O₂=I₂+O₂+2H₂O；2H₂O₂═O₂+2H₂O；
②H₂O₂+2I^-═I₂+O₂↑+2H⁺中只有失去電子，沒有得到電子的元素，正確的方程式是：H₂O₂+2I^-+2H⁺═2H₂O+2I₂，2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，故答案為：不正確；只有化合價(jià)升高的元素，沒有化合價(jià)降低的元素；3H₂O₂+2I^-+2H⁺=4H₂O+I₂+O₂↑；
（2）由于雙氧水具有強(qiáng)氧化性，故與強(qiáng)還原性的物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，選擇硫化鈉現(xiàn)象明顯，因?yàn)榉磻?yīng)中生成淡黃色難溶于水的硫單質(zhì)，故答案為：向反應(yīng)后的溶液中加入Na₂S，溶液中有淺黃色沉淀（S）生成，說(shuō)明有H₂O₂存在．反之，則證明H₂O₂不存在；
（3）①本題旨在利用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，探究Na₂O₂與CO₂反應(yīng)的環(huán)境，故實(shí)驗(yàn)步驟中，首先讓Na₂O₂與干燥CO₂反應(yīng)，必須保證整個(gè)環(huán)境中不能有H₂O，故通入反應(yīng)裝置前CO₂必須干燥，
故答案為：防止水蒸氣進(jìn)入；
②二氧化碳必須是干燥的，所以使用試劑X濃硫酸進(jìn)行干燥；故答案為：濃H₂SO₄；
③過氧化鈉與潮濕的二氧化碳反應(yīng)會(huì)生成氧氣，所以帶火星的小木條在試管Ⅱ的液面上會(huì)復(fù)燃，
故答案為：Na₂O₂淡黃色褪去，II中有氣泡產(chǎn)生，將帶火星的木條插入試管II的液面上可復(fù)燃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查離子反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)，側(cè)重氧化還原反應(yīng)的考查，注意總反應(yīng)與分步反應(yīng)的關(guān)系，明確電子守恒是解答的關(guān)鍵，題目難度中等，把握習(xí)題中的信息是解答的突破口．