内容正文:
第2讲 硫及其化合物(基础落实课)
逐点清(一) 绿色氧化剂——O3和H2O2
1.臭氧——氧元素的一种单质
(1)组成与性质
组成与
物理性质
臭氧的分子式为O3,与O2互为同素异形体,是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。O3在空气中含量很少,使人们感到清爽,但超过一定浓度,则会影响人体的健康
化学
性质
不稳
定性
O3不稳定,容易分解,反应的化学方程式为2O3===3O2
强氧
化性
能氧化具有还原性的物质,如KI、FeCl2等
漂白性:因O3有强氧化性,所以它能使有色物质褪色,并被用来杀菌消毒
(2)用途与生成
①用途:可用作漂白剂、脱色剂和消毒剂;臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线,是人类和其他生物的保护伞。
②生成:在放电条件下,空气中的O2可以转化为O3,3O22O3。
2.过氧化氢——其水溶液俗称双氧水
(1)结构
电子式为,结构式为H—O—O—H,含有的共价键有极性键、非极性键,为共价化合物,为无色液体。
[注意] H—O—O—H中氧原子为sp3杂化,不是直线分子,键角小于109°28′。
(2)化学性质及应用
不稳
定性
加热、加催化剂都能使其分解速率加快。(实验室制O2,常见H2O2的催化剂有MnO2、Fe3+和Cu2+等)
弱酸性
相当于二元弱酸。H2O2H++HO,
HOH++O
强氧
化性
①用10%的双氧水漂白羽毛及丝织品(漂白剂)。
②氧化Fe2+等还原性粒子,其离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O。
③使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,其离子方程式为H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O。④杀菌、消毒
弱还
原性
遇强氧化剂时作还原剂。2KMnO4+5H2O2+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
[题点考法·全面练通]
1.如图为大气平流层中臭氧层被破坏的一个流程图,下列说法不正确的是( )
A.O3转化为O2是物理变化,二者互称为同素异形体
B.反应①中破坏的化学键为共价键
C.反应②可表示为O3+Cl===ClO+O2
D.O3可以作为水的消毒剂
解析:选A O3转化为O2是同素异形体间的转化,属于化学变化,A错误;反应①是ClO+O===O2+Cl,破坏的化学键为Cl—O,是共价键,B正确;结合图示分析反应②是臭氧和氯原子反应生成ClO和氧气,C正确;O3是一种强氧化剂,可以杀菌消毒,D正确。
2.(1)H2O2中氧元素的化合价处于中间价,既有氧化性又有还原性。酸化的H2O2溶液中滴入KI-淀粉溶液,溶液变蓝,发生反应的离子方程式为____________________________。向NaClO溶液中滴入H2O2,可产生O2,发生反应的离子方程式为____________________________。
(2)Na2O2、CaO2以及BaO2都可与酸发生复分解反应生成过氧化氢。实验室通过上述某种过氧化物与适量稀硫酸作用,过滤后即可制得较纯净的H2O2溶液,则应选择的过氧化物是__________;发生反应的化学方程式为____________________。
(3)为了除去酸性Fe2(SO4)3溶液中的Fe2+,通常加入试剂为______________,其反应的离子方程式为_______________________________________________________。
答案:(1)H2O2+2H++2I-===2H2O+I2
H2O2+ClO-===Cl-+H2O+O2↑
(2)BaO2 BaO2+H2SO4===BaSO4+H2O2
(3)H2O2 H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O
3.(2022·辽宁等级考·节选)H2O2作为绿色氧化剂应用广泛,氢醌法制备H2O2原理及装置如下:
已知:H2O、HX等杂质易使Ni催化剂中毒。回答下列问题:
(1)A中反应的离子方程式为________________________________________。
(2)检查装置气密性并加入药品,所有活塞处于关闭状态。开始制备时,打开活塞____________,控温45 ℃。一段时间后,仅保持活塞b打开,抽出残留气体。随后关闭活塞b,打开活塞__________,继续反应一段时间。关闭电源和活塞,过滤三颈烧瓶中混合物,加水萃取,分液,减压蒸馏,得产品。
(3)装置F的作用为______________________________________。
(4)反应过程中,控温45 ℃的原因为_________________________________
__________________________________________________