Question

17．過氧化氫的水溶液俗稱雙氧水，它的用途很廣，常用于消毒、殺菌、漂白等．試回答下列問題：
（1）過氧化氫屬于極性（極性/非極性）分子．
（2）Na₂O₂，K₂O₂以及BaO₂都可與酸作用生成過氧化氫，目前實(shí)驗(yàn)室制取過氧化氫溶液可取上述某種過氧化物與適量稀硫酸作用，然后經(jīng)過濾操作即可制得，則上述最適合的過氧化物是BaO₂．
（3）幾乎所有古代藝術(shù)家的油畫都是以鉛白2PbCO₃•Pb（OH）₂為底色，但若空氣中含H₂S氣體，鉛白就會(huì)變黑，可以用H₂O₂將黑色物氧化成顏色相近的PbSO₄而修復(fù)，寫出鉛白在空氣中變黑的化學(xué)方程式：2PbCO₃•Pb（OH）₂+3H₂S=3PbS+2CO₂+4H₂O．
（4）甲酸鈣[Ca（HCOO）₂]廣泛用于食品工業(yè)生產(chǎn)上，實(shí)驗(yàn)室制取甲酸鈣的方法之一是將氫氧化鈣和甲醛溶液依次加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%-70%的過氧化氫溶液中，①則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+2HCHO+H₂O₂=Ca（HCOO）₂+2H₂O+H₂↑，②過氧化氫比理論用量稍多，其目的是使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和產(chǎn)品純度． ③反應(yīng)溫度最好控制在30-70℃，溫度不易過高，其主要原因是防止H₂O₂分解和甲醛揮發(fā)．
（5）圖2是硼氫化鈉（NaBH₄）一過氧化氫燃料電池示意圖，該電池負(fù)極的電極反應(yīng)方程式為BH₄^--8e^-+8OH^-=BO₂^-+6H₂O．
（6）過氧化氫與碳酸鈉的加合物 Na₂CO₃•xH₂O₂比較穩(wěn)定，方便儲(chǔ)存，可用于消毒、漂白，現(xiàn)稱取100g Na₂CO₃•xH₂O₂晶體加熱，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，則該晶體的組成為Na₂CO₃•1.5H₂O₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)雙氧水的結(jié)構(gòu)可知，雙氧水中每個(gè)氧原子有2對孤電子對，據(jù)此判斷分子極性；
（2）根據(jù)題目信息，實(shí)驗(yàn)室通過上述某種過氧化物與適量稀硫酸作用，過濾后即可制得較純凈的H₂O₂溶液，說明生成了沉淀；
（3）鉛白2PbCO₃•Pb（OH）₂與H₂S氣體反應(yīng)生成黑色的硫化鉛，根據(jù)元素守恒可寫出化學(xué)方程式；
（4）實(shí)驗(yàn)室制取甲酸鈣的方法之一是將氫氧化鈣和甲醛溶液依次加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%-70%的過氧化氫溶液中，Ca（OH）₂+2HCHO+H₂O₂=Ca（HCOO）₂+2H₂O+H₂↑，化學(xué)反應(yīng)中一種反應(yīng)物過量目的是促進(jìn)其他反應(yīng)物充分反應(yīng)，提高轉(zhuǎn)化率；溫度較高時(shí)，雙氧水易分解，甲醛易揮發(fā)；
（5）如圖負(fù)極是BH₄^-流向的一極，同時(shí)生成BO₂^-，發(fā)生氧化反應(yīng)反應(yīng)，注意是堿性介質(zhì)；
（6）根據(jù)化學(xué)方程式中固體質(zhì)量差量法來計(jì)算x的值，確定化學(xué)式．

解答 解：（1）根據(jù)雙氧水的結(jié)構(gòu)可知，雙氧水中每個(gè)氧原子有2對孤電子對，雙氧水分子中電荷分布不均勻，是極性分子；
故答案為：極性；
（2）實(shí)驗(yàn)室通過上述某種過氧化物與適量稀硫酸作用，過濾后即可制得較純凈的H₂O₂溶液，說明生成了硫酸鋇沉淀，所以選用BaO₂；
故答案為：過濾；BaO₂；
（3）鉛白2PbCO₃•Pb（OH）₂與H₂S氣體反應(yīng)生成黑色的硫化鉛，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2PbCO₃•Pb（OH）₂+3H₂S=3PbS+2CO₂+4H₂O，
故答案為：2PbCO₃•Pb（OH）₂+3H₂S=3PbS+2CO₂+4H₂O；
（4）實(shí)驗(yàn)室制取甲酸鈣的方法之一是將氫氧化鈣和甲醛溶液依次加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%-70%的過氧化氫溶液中，Ca（OH）₂+2HCHO+H₂O₂=Ca（HCOO）₂+2H₂O+H₂↑，化學(xué)反應(yīng)中一種反應(yīng)物過量目的是促進(jìn)其他反應(yīng)物充分反應(yīng)，提高轉(zhuǎn)化率，則加過量的過氧化氫能使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和產(chǎn)品純度；溫度較高時(shí)，雙氧水易分解，甲醛易揮發(fā)，則反應(yīng)溫度最好控制在30-70℃之間，溫度不易過高，能防止H₂O₂分解和甲醛揮發(fā)；
故答案為：Ca（OH）₂+2HCHO+H₂O₂=Ca（HCOO）₂+2H₂O+H₂↑；使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和產(chǎn)品純度；防止H₂O₂分解和甲醛揮發(fā)；
（5）如圖負(fù)極是BH₄^-流向的一極，同時(shí)生成BO₂^-，發(fā)生氧化反應(yīng)反應(yīng)，電極反應(yīng)式為BH₄^--8e^-+8OH^-=BO₂^-+6H₂O，
故答案為：BH₄^--8e^-+8OH^-=BO₂^-+6H₂O；
（6）2Na₂CO₃•xH₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+xO₂↑+2xH₂O，根據(jù)溫度和殘留固體的相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)示意圖，當(dāng)溫度為148℃時(shí)，所的固體只有碳酸鈉，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為67.6%，所以固體質(zhì)量減少的百分?jǐn)?shù)為$\frac{68x}{212+68x}$×100%=1-67.6%，解得x=1.5，化學(xué)式為：Na₂CO₃•1.5H₂O₂，
故答案為：Na₂CO₃•1.5H₂O₂．

點(diǎn)評 本題考查了氧化還原反應(yīng)的產(chǎn)物判斷，原電池反應(yīng)的電極反應(yīng)書寫，物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，物質(zhì)測定的實(shí)驗(yàn)探究過程和計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．