过氧化氢和臭氧的性质及训练
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1 高考中的重点物质H2O2和O3的性质及训练
知识梳理
1.过氧化氢(其水溶液俗称双氧水)
(1)过氧化氢的分子结构：过氧化氢分子中含有极性键和非极性键，其结构式为H—O—O—H，电子式为。
(2)过氧化氢的化学性质
①氧化性：过氧化氢是绿色氧化剂，具有较强的氧化性。例如：
H2O2＋2KI＋2HCl===2KCl＋I2＋2H2O
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
H2O2＋H2S===S↓＋2H2O
H2O2＋SO2===H2SO4
注意 在酸性条件下H2O2的还原产物为H2O，在中性或碱性条件下其还原产物为OH－(或氢氧化物)。
②还原性：过氧化氢遇到强氧化剂被氧化生成氧气。
例如：2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋5O2↑＋8H2O
③不稳定性：过氧化氢在常温下缓慢分解生成氧气和水，加热或者加入催化剂(MnO2、Cu2＋、Fe3＋等)快速分解。
2H2O2=====催化剂2H2O＋O2↑
2H2O2=====△2H2O＋O2↑
(3)过氧化氢的用途：作消毒剂、杀菌剂，作漂白剂、脱氯剂，纯H2O2还可作火箭燃料的氧化剂等。
2.氧气的同素异形体臭氧(O3)
(1)物理性质
常温常压下，臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，它的密度比氧气大，比氧气易溶于水。吸入少量臭氧对人体有益，吸入过量对人体健康有一定危害。
(2)化学性质
①不稳定性：2O3=====一定条件3O2
②强氧化性：Ag、Hg等金属在臭氧中可以被氧化，O3能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝，其反应的化学方程式如下：
O3＋2KI＋H2O===I2＋2KOH＋O2
③漂白和消毒：许多染料受到臭氧的强烈氧化会褪色，臭氧还能杀死许多细菌。
(3)生产方式：3O2=====放电2O3 2 (4)臭氧层：能吸收来自太阳的大部分紫外线，是人类和其他生物的保护伞。氟氯烃是破坏臭氧层的“元凶”。
(5)臭氧的用途：脱色剂、消毒剂等。
强化训练
1.臭氧(O3)可应用于游泳池、生活用水、污水的杀菌和消毒，大气中的臭氧层能有效阻挡紫外线。长期吸入大量臭氧会引起口干燥、咳嗽等不适症状。臭氧发生器是在高压电极的作用下将空气中的氧气转化为臭氧的装置。下列说法正确的是( )
A.氧气转化为臭氧是物理变化
B.臭氧分子的相对分子质量为36
C.一个臭氧分子中含有3个氧原子
D.臭氧对人的身体健康不利，应该拒绝使用臭氧
答案 C
2.(2018·青岛质检)O3是重要的氧化剂和水处理剂，在平流层存在：2O33O2，O3O＋O2，粒子X能加速O3的分解：X＋O3===XO＋O2；XO＋O===X＋O2(X＝Cl、Br、NO等)。已知：2O3(g)3O2(g) ΔH＝－144.8 kJ·mol－1，t ℃时K＝3×1076。
下列说法不正确的是( )
A.O3转变为O2的能量曲线可用上图表示
B.O3转变为O2为氧化还原反应
C.臭氧层中氟利昂释放出的氯原子是O3分解的催化剂
D.t ℃时，3O2(g)2O3(g)，K≈3.33×10－77
答案 B
3、（2019年海淀期末）H2O2是一种“绿色”试剂，许多物质都会使较高浓度的H2O2溶液发生催化分解。实验发现，向H2O2溶液中加入Br2可以加快其分解速率。有人提出反应机理可能有2步，第1步反应为：H2O2 + Br2 === 2H+ + O2↑+ 2Br-。下列说法正确的是
A．H2O2分子中含有离子键和非极性键
B．在第1步反应中，每生成0.1 mol O2，转移0.4 mol电子
C．机理中第2步反应为：2H+ + H2O2 + 2Br- === 2H2O + Br2
D．若在加入Br2的H2O2溶液中检出Br-，则说明第1步反应发生了
答案：C
4下列物质能使品红溶液褪色，且褪色原理基本相同的是( )
①活性炭 ②氯水 ③二氧化硫 ④臭氧 ⑤过氧化钠 ⑥双氧水 3 A．①②④⑥ B．①②③⑤
C．②④⑤⑥ D．③④⑤⑥
答案 C
5、H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快
B.图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快
C.图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快
D.图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大
答案 D
6、H2O2是重要的化学试剂，在实验室和生产实际中应用广泛。
(1)写出H2O2的结构式：________，H2O2在MnO2催化下分解的化学方程式：_______________。
(2)①我们知道，稀硫酸不与铜反应，但在稀硫酸中加入H2O2后，则可使铜顺利溶解，写出该反应的离子方程式：_______________________________________________。
②在“海带提碘”的实验中，利用酸性H2O2得到碘单质的离子方程式是_____________。
③你认为H2O2被称为绿色氧化剂的主要原因是_____________________________________。
(3)H2O2还有一定的还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色。
①写出反应的离子方程式：______________________________________________。
②实验室常用酸性KMnO4标准液测定溶液中H2O2的浓度，酸性KMnO4溶液应盛放在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中，判断到达滴定终点的现象是
________________________________________________________________________。
(4)H2O2是一种二元弱酸，写出其第一步电离的方程式：______________________________， 4 它与过量的Ba(OH)2反应的化学方程式为______________________________________。
答案 (1)H—O—O—H 2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑
(2)①H2O2＋Cu＋2H＋===Cu2＋＋2H2O ②H2O2＋2I－＋2H＋===2H2O＋I2 ③还原产物为水，对环境无污染
(3)①5H2O2＋2MnO－4＋6H＋===5O2↑＋2Mn2＋＋8H2O
②酸式 滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后变浅紫色，30 s 内不褪色
(4)H2O2H＋＋HO－2 H2O2＋Ba(OH)2===BaO2＋2H2O
6、某探究小组通过测定H2O2分解过程中生成氧气的量来研究影响H2O2分解反应速率的因素，已知实验温度为315 K和273 K，每次实验使用3 mL 30 %H2O2溶液。
(1)请完成以下实验设计表：
编号 实验目的 温度/K 催化剂(MnO2)
的质量/g
Ⅰ 为以下实验作参照
Ⅱ 探究 对该反应速率的影响 273 0
Ⅲ 探究催化剂对该反应速率的影响 315
3
(2)实验后整理数据，得出H2O2的浓度随时间变化的关系如下图所示。
①曲线c表示实验 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)中H2O2的浓度变化。
②由该实验得出的结论是：
。
③根据题中信息，写出一种保存H2O2溶液的方法：
。
答案 (1)315 0 温度 (2)①Ⅱ ②升高温度和加入催化剂均能加快H2O2的分解速率
③在273 K下密闭保存
5 8、中华人民共和国国家标准(GB2760－2011)规定葡萄酒中SO2最大使用量为0.25 g·L－1。某兴趣小组用图1装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中的SO2，并对其含量进行测定。
(1)仪器A的名称是__________，水通入A的进口为________。
(2)B中加入300.00 mL葡萄酒和适量盐酸，加热使SO2全部逸出并与C中H2O2完全反应，其化学方程式为________________________________________________________________。
(3)除去C中过量的H2O2，然后用0.090 0 mol·L－1 NaOH标准溶液进行滴定，滴定前排气泡时，应选择图2中的________；若滴定终点时溶液的pH＝8.8，则选择的指示剂为________；若用50 mL滴定管进行实验，当滴定管中的液面在刻度“10”处，则管内液体的体积(填序号)________(①＝10 mL，②＝40 mL，③＜10 mL，④＞40 mL)。
(4)滴定至终点时，消耗NaOH溶液25.00 mL，该葡萄酒中SO2含量为________g·L－1。
(5)该测定结果比实际值偏高，分析原因并利用现有装置提出改进措施：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)冷凝管 b
(2)SO2＋H2O2===H2SO4
(3)③ 酚酞 ④
(4)0.24
(5)原因：盐酸的挥发；改进措施：用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸，或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验，消除盐酸挥发的影响
