Question

【題目】雙氧水是重要的化學(xué)試劑。

(1)一定條件下，O2得電子轉(zhuǎn)化為超氧自由基(·O)，并實(shí)現(xiàn)如下圖所示的轉(zhuǎn)化：

①是________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。

②寫出圖示轉(zhuǎn)化總反應(yīng)的化學(xué)方程式：________。

(2) K2Cr2O7酸性條件下與H2O2反應(yīng)生成CrO5，反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)。據(jù)此分析，CrO5中－2價O與－1價O的數(shù)目比為________。

(3) H2O2可用于測定酒精飲料中乙醇的含量。現(xiàn)有20.00 mL某雞尾酒，將其中CH3CH2OH蒸出并通入17.0 mL 0.200 0 mol·L－1 K2Cr2O7溶液(H2SO4酸化)中，發(fā)生反應(yīng)：K2Cr2O7＋C2H5OH＋H2SO4―→Cr2(SO4)3＋CH3COOH＋K2SO4＋H2O(未配平)

再用0.400 0 mol·L－1的雙氧水滴定反應(yīng)后所得的混合液，用去19.00 mL雙氧水，滴定過程中發(fā)生如下反應(yīng)：

反應(yīng)1：4H2O2＋K2Cr2O7＋H2SO4===K2SO4＋2CrO5＋5H2O

反應(yīng)2：H2O2＋CH3COOH===CH3COOOH＋H2O

則該雞尾酒中CH3CH2OH的物質(zhì)的量濃度為________mol·L－1(寫出計(jì)算過程)。

Answer 1

【答案】氧化 1:4 0.18 mol·L－1

設(shè)雞尾酒中含有C2H5OH的物質(zhì)的量為x mol

K2Cr2O7的總物質(zhì)的量：n(K2Cr2O7)＝17.00×10－3 L×0.200 0 mol·L－1＝3.4×10－3 mol

H2O2的總物質(zhì)的量：n(H2O2)＝19.00×10－3 L×0.400 0 mol·L－1＝7.6×10－3 mol

根據(jù)2K2Cr2O7＋3C2H5OH＋8H2SO4===2Cr2(SO4)3＋3CH3COOH＋2K2SO4＋11H2O

x mol　　 x mol　 x mol

滴定過程中

4H2O2　　　　 ＋ 　　　　K2Cr2O7　　�。�　　　H2SO4===2CrO5＋5H2O＋K2SO4

4×(3.4×10－3－x) mol　 (3.4×10－3－x) mol

H2O2＋CH3COOH===CH3COOOH＋H2O

x mol　　x mol

根據(jù)　4×(3.4×10－3－x)＋x＝7.6×10－3

解得x＝3.6×10－3 mol

c(C2H5OH)＝＝3.6×10－3 mol÷0.02 L＝0.18 mol·L－1

【解析】

(1)①帶一個負(fù)電荷，是電中性的原子團(tuán)，二者含有的原子個數(shù)相等，因此前者比后者電子數(shù)多1個，所以由生成的反應(yīng)是氧化反應(yīng)；

②O2先在一定條件下得電子轉(zhuǎn)化為超氧自由基，苯甲醇在超氧自由基的作用下解離出一個H+與超氧自由基結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>，同時也產(chǎn)生一個；隨后被氧化失去1個電子轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>；再與反應(yīng)，使脫去1個H原子形成苯甲醛，則與H原子結(jié)合形成過氧化氫分子；因此上述轉(zhuǎn)化的總反應(yīng)方程式為：+O2+H2O2；

(2)K2Cr2O7中的Cr為+6價，由于其在酸性條件下與過氧化氫反應(yīng)生成CrO5為非氧化還原反應(yīng)，所以CrO5中的Cr也為+6價，那么設(shè)CrO5中-2價氧的個數(shù)為x，-1價氧的個數(shù)為y，則有：，，解得x=1，y=4；所以比例為1:4；

(3)先計(jì)算的總物質(zhì)的量為，的總的物質(zhì)的量為；乙醇通入酸性重鉻酸鉀溶液中發(fā)生的反應(yīng)方程式無需全部配平，反應(yīng)過程中1個乙醇被氧化為乙酸需要失去4個電子，1個重鉻酸鉀被還原為Cr2(SO4)3需要得6個電子，因此二者反應(yīng)時：，即若20.00mL雞尾酒中乙醇有xmol，那么這一步反應(yīng)消耗的為mol；用過氧化氫滴定時，反應(yīng)2中的乙酸即由乙醇氧化得來，所以為xmol，那么根據(jù)反應(yīng)方程式，其消耗的的物質(zhì)的量為xmol；在將乙醇氧化為乙酸后剩余的物質(zhì)的量為，那么通過反應(yīng)1消耗的的物質(zhì)的量為，所以有：，解得，那么雞尾酒中乙醇的濃度為。