第23讲 氧族元素、氮族元素的知识拓展(Word教师用书)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（鲁科版2019 双选版）

第23讲　氧族元素、氮族元素的知识拓展 【课程标准】　1.掌握O3和H2O2的性质应用。2.了解亚硝酸及亚硝酸钠的性质。 考点一　氧族元素拓展——O3和H2O2的性质应用 1．臭氧 (1)组成：臭氧的分子式为O3，与O2互为同素异形体。 (2)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，密度比氧气大，比氧气易溶于水。吸入少量臭氧对人体无害，吸入过量臭氧对人体健康有一定危害。 (3)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，在放电条件下空气中的O2可以转化为O3，反应的化学方程式为3O22O3 强氧化性 O3容易使淀粉-KI溶液变蓝色，反应的化学方程式为2KI＋O3＋H2O===I2＋2KOH＋O2 漂白性 O3因其强氧化性能使有色物质褪色 学生用书↓第130页 (4)用途 ①可用作脱色剂和消毒剂； ②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．过氧化氢 (1)结构 电子式为，结构式为H—O—O—H。 (2)化学性质 不稳定性 加热、光照或加催化剂都能加快其分解：2H2O22H2O＋O2↑，因此H2O2应保存在棕色瓶中并放置在阴凉处 弱酸性 相当于二元弱酸：H2O2H＋＋HO，HOH＋＋O 强氧化性 ①工业上用10%的H2O2作为漂白剂，医疗上用3%的H2O2作为消毒杀菌剂； ②氧化Fe2＋、SO等还原性物质：H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，H2O2＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O； ③使湿润的淀粉-KI试纸变蓝：H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O 弱还原性 H2O2中－1价的氧遇强氧化剂可失去电子转化成0价氧而被氧化，如与酸性 KMnO4溶液反应：2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O 提醒：①除MnO2外，Fe3＋、Mn2＋、Cu2＋、Cr3＋等也能催化H2O2的分解；H2O2在碱性环境中的分解远比在酸性环境中快。 ②H2O2作氧化剂时，其还原产物一般为水，不引入杂质且对环境无污染，因而又称为绿色氧化剂，常用于除去具有还原性的杂质离子。 (2020·北京卷)减压能够降低蒸馏温度，从H2O2的化学性质角度说明采用减压蒸馏得到H2O2的原因：______________________________________________________________。 答案：防止H2O2分解 解析：减压能够降低蒸馏温度，防止H2O2分解导致产率降低。 (天津卷)向粉碎的印刷电路板中加入H2O2、NH3和NH4Cl溶液，反应后过滤，得到铜氨溶液和残渣。 (1)反应中H2O2的作用是_______________________________________________________。 (2)NH4Cl在反应中的主要作用是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)作氧化剂　(2)防止由于溶液中c(OH－)过高，生成Cu(OH)2沉淀 解析：(1)H2O2具有氧化性，可将Cu氧化为Cu2＋。(2)反应中Cu＋H2O2===Cu(OH)2，所以加入NH4Cl，有反应Cu(OH)2＋2NH===Cu2＋＋2NH3·H2O，控制反应环境的酸碱性。 (2020·海南卷)作为一种绿色消毒剂，H2O2在公共卫生事业中发挥了重要的作用。已知反应：H2O2(l)===H2O(l)＋O2(g)　ΔH＝－98 kJ·mol－1　K＝2.88×1020。回答问题： (1)H2O2的强氧化性使其对大多数致病菌和病毒具有消杀功能。用3%医用H2O2对传染病房喷洒消毒时，地板上有气泡冒出，该气体是________。 (2)纯H2O2可作为民用驱雹火箭推进剂。在火箭喷口铂网催化下，H2O2剧烈分解：H2O2(l)===H2O(g)＋O2(g)，放出大量气体，驱动火箭升空。每消耗34 g H2O2，理论上______(填“放出”或“吸收”)热量______98 kJ (填“大于”、“小于”或“等于”)。 (3)纯H2O2相对稳定，实验表明在54 ℃下恒温贮存2周，浓度仍能保持99%，原因是H2O2分解反应的________(填字母)。 a．ΔH比较小 b．K不够大 c．速率比较小 d．活化能比较大 (4)向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2＋的溶液，即有气泡快速逸出，反应中Mn2＋起________作用。某组实验数据如下表： t/min 0 10 20 30 40 50 c(H2O2) /(mol·L－1) 0.70 0.49 0.35 0.25 0.17 0.12 0～30 min H2O2反应的平均速率v＝________mol·L－1·min－1。 学生用书↓第131页 (5)H2O2 的一种衍生物K2S2O8，阴离子结构式为。其中性溶液加热至沸后，溶液pH降低，用离子方程式表明原因：______________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：(1)氧气　(2)放出　小于　(3)cd　 (4)催化剂　0.015 (5)S2O＋H2OHSO＋H＋＋SO 解析：(1)利用双氧水消毒的时候会有气泡放出，是双氧水分解生成氧气的缘故，故放出的气体是氧气；(2)过氧化氢的分解反应为放热反应，根据题干，34 g过氧化氢物质的量为1 mol，1 mol过氧化氢完全分解生成水蒸气和氧气，由于液态水变成水蒸气需要吸收一部分能量，故生成水蒸气时放出的热量小于生成液态水时放出的热量；(3)实验表明在54 ℃下恒温贮存2周，浓度仍能保持99%，说明在54 ℃下过氧化氢的分解速率较慢，产生较慢反应速率的原因是过氧化氢分解过程中需要的能量较高，化学反应活化能较大，而54 ℃的温度所提供的能量较少，故反应速率较小；(4)向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2＋的溶液，即有气泡快速逸出，说明Mn2＋的加入加快双氧水的分解速率，但Mn2＋本身没有发生任何变化，故Mn2＋起到了催化剂的作用；起始时双氧水的浓度为0.70 mol/L，30 min时双氧水的浓度为0.25 mol/L，其浓度变化量Δc＝0.70 mol/L－0.25 mol/L＝0.45 mol/L，则这段时间内双氧水的反应速率v＝＝＝0.015 mol·L－1·min－1；(5)过硫酸根在水中易发生水解生成过硫酸氢根、硫酸根和氢离子，加热升高温度有助于加速水解，其溶液pH降低，故过硫酸根水解的方程式为S2O＋H2OHSO＋H＋＋SO。 1．保罗·克拉兹等三位科学家因在氟利昂和臭氧层方面的研究获得诺贝尔化学奖，他们的研究揭示了大气中臭氧层被破坏的机理，如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．氯原子在反应中作催化剂 B．过氧化氯的结构式为O—Cl—Cl—O C．臭氧分子最终转变成氧气分子 D．过程②中一氧化氯断键形成过氧化氯 答案：B 解析：图中反应历程为①Cl＋O3―→ClO＋O2，②ClO＋ClO―→ClOOCl，③ClOOCl2Cl＋O2。该过程的总反应为2O3===3O2，所以氯原子在反应中作催化剂，A正确；过氧化氯的结构式为Cl—O—O—Cl，B错误；由该过程的总反应知臭氧分子最终转变成氧气分子，C正确；过程②中ClO＋ClO―→ClOOCl，一氧化氯断键形成过氧化氯，D正确。 2．H2O2是重要的化学试剂，在实验室和实际生产中应用广泛。 (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：_______________________________， 它与过量的Ba(OH)2反应的化学方程式为____________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：(1)H—O—O—H　2H2O22H2O＋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＋6H＋===5O2↑＋2Mn2＋＋8H2O ②酸式　滴入最后半滴酸性KMnO4标准液后，溶液变浅紫色，且30 s内不褪色 (4)H2O2H＋＋HO　H2O2＋Ba(OH)2===BaO2＋2H2O 考点二　氮族元素拓展——亚硝酸及亚硝酸盐的性质 1．亚硝酸(HNO2) 亚硝酸是弱酸。向亚硝酸钠溶液中加酸，生成亚硝酸(HNO2)。亚硝酸不稳定，仅存在于冷的稀溶液中，微热甚至常温下也会分解，产生红棕色的二氧化氮气体。 NaNO2＋H2SO4(稀)===NaHSO4＋HNO2 2HNO2===NO↑＋NO2↑＋H2O 2．亚硝酸钠(NaNO2) (1)亚硝酸钠的物理性质及用途 亚硝酸钠的化学式为NaNO2，是可溶性盐。其熔点为271 ℃，分解温度为320 ℃。 亚硝酸钠在建筑业中常用作混凝土掺加剂，以促进混凝土凝固，提高其强度，防止在冬天低温施工时使混凝土发生冻结。 亚硝酸钠还是一种食品添加剂，用作食品防腐剂和肉类食品的发色剂。 学生用书↓第132页 (2)亚硝酸钠的氧化性 在亚硝酸钠中，氮的化合价为＋3，处于中间价态。因此，亚硝酸钠与强还原性物质反应时，表现出氧化性。如：①亚硝酸钠与碘化钾反应可生成单质碘： 2NO＋2I－＋4H＋===2NO↑＋I2＋2H2O 析出的碘可以使淀粉溶液变蓝色，据此可以检验NO的存在。 ②亚硝酸钠与FeCl2溶液反应，生成棕黄色的FeCl3溶液： NO＋Fe2＋＋2H＋===NO↑＋Fe3＋＋H2O (3)亚硝酸钠的还原性 亚硝酸钠与强氧化性物质反应时，表现出还原性。如亚硝酸钠与酸性K2Cr2O7溶液反应时，Cr2O被还原成Cr3＋，K2Cr2O7溶液由橙色变为绿色。 Cr2O＋3NO＋8H＋===3NO＋2Cr3＋＋4H2O (4)亚硝酸钠与氯化钠的鉴别 与氯化钠不同，亚硝酸钠与AgNO3溶液反应生成的AgNO2沉淀可溶于稀硝酸。 (2022·浙江卷)亚硝酸钠俗称“工业盐”，其外观、口感与食盐相似，人若误服会中毒。现将适量某样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液，分别取少量该溶液于试管中进行实验。下列方案设计、现象和结论都正确的是(　　) 选项 方案设计 现象和结论 A 先加入少量KClO3溶液，再加AgNO3溶液和足量稀硝酸，振荡 若产生白色沉淀，则样品为亚硝酸钠 B 加到少量KMnO4溶液中，再加硫酸酸化，振荡 若溶液褪色，则样品为亚硝酸钠 C 先加到少量FeCl2溶液中，再加入稀盐酸酸化，振荡 若溶液变黄色，则样品为亚硝酸钠 D 先加入少量Na2SO3溶液，再加入BaCl2溶液和稀硝酸，振荡 若产生白色沉淀，则样品为亚硝酸钠 答案：C 解析：样品若为NaCl，依然会出现白色沉淀，A错误；氯化钠电离出的氯离子也可以被酸性高锰酸钾氧化，而使其褪色，B错误；亚硝酸有氧化性，可以把二价铁氧化为三价铁，溶液变为黄色，C正确；稀硝酸可以把亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，再加入氯化钡可以生成硫酸钡白色沉淀，D错误。 1．(1)鉴别NaNO2、NaCl可选用的物质有：①水、②淀粉-KI试纸、③淀粉、④白酒、⑤食醋，根据上述反应，你认为必须选用的物质有________(填序号)。 (2)某厂废液中，含有2%～5%的NaNO2，直接排放会造成污染，下列试剂能使NaNO2转化为N2的是________(填字母)。 A．NaCl　　　　　　　 B．NH4Cl C．HNO3 D．浓H2SO4 (3)已知反应10Al＋6NaNO3＋4NaOH＋18H2O===10Na[Al(OH)4]＋3N2↑。若该反应过程中转移5 mol e－，则生成标准状况下N2的体积为________L。 答案：(1)②⑤　(2)B　(3)11.2 解析：(1)水、淀粉、白酒与NaNO2都不反应，所以无明显现象；KI与NaNO2必须在酸性条件下才能反应得到I2，食醋会电离出氢离子，故必须选用的物质有②⑤。(2)NaNO2―→N2，NaNO2被还原，必须加还原剂，故选NH4Cl。(3)在反应10Al＋6NaNO3＋4NaOH＋18H2O===10Na[Al(OH)4]＋3N2↑中溶解10 mol Al转移30 mol电子，同时生成3 mol N2。若反应过程中转移5 mol e－，则生成标准状况下N2的体积为5 mol××22.4 L·mol－1＝11.2 L。 2．信息1：亚硝酸(HNO2)是一种弱酸，既具有氧化性又具有还原性；亚硝酸不稳定，易分解为硝酸、水和NO。 信息2：亚硝酸钠又名“工业盐”，常被大量用作高分子材料的发泡剂和偶氮染料的原料等，该物质有毒，但其颜色、形状、味道和食盐相似，很容易因误食而中毒；亚硝酸银为难溶于水的白色沉淀。 根据上述信息，回答下列问题： (1)甲组同学取一份可能是NaCl或NaNO2的样品，用蒸馏水溶解，通过下列实验操作鉴别样品成分。在待检验溶液中滴加AgNO3溶液的现象是____________________________________ ________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________， 学生用书↓第133页 倒出上清液，在沉淀中加入硝酸，振荡，沉淀溶解，则该样品为__________(写化学式)，沉淀溶解的离子方程式为____________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (2)乙组同学利用如下图所示装置检验可能是NaCl或NaNO2的样品。 ①A装置中盛装稀硫酸的仪器名称是_______________________________________________， 打开该仪器的活塞，使稀硫酸缓缓滴下，若样品为NaNO2，则在B装置中可观察到的现象为________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________， 检验B装置中有NO的操作及产生的现象是__________________________________________ ________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 ②C装置中盛有的试剂名称是____________，作用是__________________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)设计实验证明。 ①亚硝酸为弱酸：_________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 ②亚硝酸具有还原性：_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：(1)产生白色沉淀　NaNO2　3AgNO2＋2H＋===3Ag＋＋2NO↑＋NO＋H2O　(2)①分液漏斗　出现较淡的红棕色气体　打开止水夹，鼓入空气，红棕色变深　②NaOH溶液(合理即可)　吸收尾气，防止污染空气　(3)①取NaNO2溶液，用pH试纸检验，对照标准比色卡知pH＞7(其他合理答案也可以)　②在酸性KMnO4溶液中加入过量NaNO2溶液，溶液褪色(其他合理答案也可以) 解析：(1)AgCl和AgNO2均为白色难溶于水的物质，故加入AgNO3溶液后出现白色沉淀。AgCl难溶于硝酸，而AgNO2与硝酸反应可生成HNO2，该物质不稳定，又分解生成硝酸、水和NO。(2)①A装置和B装置中残留的空气与A装置中生成的NO反应生成NO2。由于B装置中主要含NO，故其内气体颜色较淡，打开止水夹，鼓入空气，NO完全转化为NO2，使B装置内NO2浓度增大，红棕色变深。②氮的氧化物有毒，可用碱液(如NaOH溶液)吸收。(3)①检验HNO2的弱酸性，可检验其强碱盐的pH，也可以直接检验其一定浓度稀溶液的pH等。②检验HNO2的还原性需要用到氧化剂，故在酸性KMnO4溶液中加入过量NaNO2溶液，KMnO4被还原，从而使溶液褪色。 过氧化物是指含有过氧基(—O—O—)的化合物，可看成过氧化氢的衍生物，分子中含有过氧离子是其特征。 常见类型： 过氧化物包括金属过氧化物、过氧化氢、过氧酸盐和有机过氧化物。金属过氧化物只有碱金属和碱土金属的过氧化物。常见的过氧酸及过氧酸盐有过二硫酸及其盐类，过二磷酸，以及钛、铬等复杂的过氧酸。个别稳定的有机过氧化物有过氧化二叔丁基、过氧乙酸、过氧化苯甲酰等。 常见用途： 金属过氧化物用于纺织、造纸工业，做漂白剂。用有机基团置换掉过氧化氢中一个或两个氢，所得的化合物称为有机过氧化物，例如过氧乙酸、过氧化异丙苯。它们的氧化性比金属过氧化物更强，都是易燃、易爆的化合物，可用作杀菌剂、消毒剂、漂白剂。 1．过氧乙酸的实验探究 (1)过氧化氢溶液的浓缩 在图示的装置中先打开恒温槽和水循环泵，当系统真空恒定后，用滴液漏斗向蛇形冷凝管中滴加30%的H2O2溶液，H2O2溶液在蛇形冷凝管内汽化后被抽入蒸馏系统，得到质量分数约为68%的H2O2溶液。 (2)过氧乙酸的合成 制备原理为H2O2＋CH3COOHCH3COOOH＋H2O，向装有搅拌装置及温度计的50 mL三颈烧瓶中先加入16.0 g冰醋酸，然后在搅拌下滴加90 g浓缩后的H2O2溶液，最后加入7.5 mL浓硫酸，搅拌下加热5 h，静置20 h。 学生用书↓第134页 (3)过氧乙酸含量的测定 步骤1：称取2.0 g过氧乙酸试样(液体)，配制成100 mL溶液A，备用。 步骤2：在碘量瓶中加入5 mL H2SO4、3滴MnSO4溶液、5.00 mL溶液A，摇匀，用0.010 0 mol·L－1的KMnO4溶液滴定至溶液呈微红色，除去其中的H2O2。 步骤3：向步骤2滴定后的溶液中再加入1.0 g KI，塞紧烧瓶，摇匀，置于暗处5 min。用蒸馏水冲洗瓶盖及四周瓶壁，加钼酸铵催化剂2 mL，摇匀，用淀粉作指示剂，再用0.050 0 mol·L－1的Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色刚好褪去(离子方程式为I2＋2S2O===2I－＋S4O)，消耗Na2S2O3标准溶液的总体积为20.00 mL。 回答以下问题： (1)浓缩时，图中冷却水进水口为________(填“a”或“b”)。 (2)制备时，用浓缩后的H2O2溶液代替普通的30%的H2O2溶液的目的是_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________； 浓硫酸的作用是__________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________； 充分搅拌的目的是________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)测定时，步骤1配制溶液A需要的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还需要_______________________________________________________________________________， MnSO4的作用是_________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________； 原试样中过氧乙酸的质量分数为________。 答案：(1)a　(2)增大过氧化氢的浓度，有利于平衡向生成过氧乙酸的方向移动　催化剂、吸水剂　使反应物充分接触，提高原料利用率　(3)100 mL容量瓶、胶头滴管　催化剂　38% 2．过氧碳酸钠的实验探究 资料：①过氧碳酸钠具有Na2CO3和H2O2的双重性质，50 ℃开始分解。 ②xNa2CO3(aq)＋yH2O2(aq)===xNa2CO3·yH2O2(aq)　ΔH＜0。 实验1：过氧碳酸钠的制备 实验室用Na2CO3与稳定剂的混合溶液和H2O2化合制备过氧碳酸钠。实验装置如图所示。 (1)恒压滴液漏斗盛装的药品是________。 (2)下列可用作“稳定剂”的是________(填字母)。 A．FeCl2 B．CH3COOH C．Na3PO4 D．MnO2 (3)反应结束后，停止搅拌，向反应液中加入异丙醇，静置、过滤、洗涤、干燥，获得过氧碳酸钠固体。加入异丙醇的目的是_____________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 实验2：过氧碳酸钠增氧原理的研究 某小组在常温下进行鱼浮灵(主要成分是过氧碳酸钠)溶于水及H2O2分别加NaCl、Na2CO3、NaOH后测定相同时间内溶解氧含量(mg·L－1)实验，数据记录如下： 组别 1 2 试剂 H2O H2O＋ 鱼浮灵 H2O2 H2O2＋ NaCl H2O2＋ Na2CO3 H2O2＋ NaOH H2O2＋ NaOH pH 6.96 9.89 6.01 5.97 8.14 8.15 9.26 溶解氧 5.68 7.97 6.44 6.48 9.11 9.12 10.97 (4)结合上述实验结果分析鱼浮灵溶于水在水产养殖中速效增氧的原理是________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：(1)双氧水(过氧化氢或H2O2)　(2)C (3)降低过氧碳酸钠的溶解度，使其析出 (4)CO水解产生OH－，催化H2O2分解，从而达到速效增氧效果 课时测评23　氧族元素、氮族元素的知识拓展 (时间：45分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－10题，每题6分，第11题16分，第12题6分，第13题18分，共100分) 1．下列有关说法正确的是(　　) A．臭氧的摩尔质量是48 g B．同温同压条件下，等质量的氧气和臭氧体积比为2∶3 C．1.00 mol臭氧中含有电子总数约为18×6.02×1023 D．16 g臭氧中约含有6.02×1023个氧原子 答案：D 解析：臭氧的分子式为O3，摩尔质量的单位是g/mol，则臭氧的摩尔质量是16 g/mol×3＝48 g/mol，故A错误；氧气和臭氧的分子式分别为O2和O3，同温同压下气体摩尔体积相等，根据V＝nVm＝Vm可知，相同质量的不同气体其体积之比等于摩尔质量的反比，所以同温同压条件下，等质量的氧气和臭氧体积比＝48 g/mol∶32 g/mol＝3∶2，故B错误；臭氧的分子式为O3，每个臭氧分子中含有24个电子，1.00 mol臭氧中含有24 mol电子，则1.00 mol臭氧中含有电子总数约为24×6.02×1023个，故C错误；臭氧的分子式为O3，O原子的摩尔质量为16 g/mol，则16 g臭氧中氧原子个数＝×NA mol－1＝6.02×1023，故D正确。 2．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舌燥、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 解析：氧气转化为臭氧过程物质发生了变化，有新物质生成，应为化学变化，故A错误；根据分子式的含义知臭氧的相对分子质量为16×3＝48，故B错误；根据分子式的含义，标在化学式中元素符号右下角的数字表示该元素的原子个数，知一个臭氧分子中含有3个氧原子，故C正确；臭氧可应用于游泳池、生活用水、污水的杀菌和消毒，对人的身体健康也有有利的一面，故D错误。 3．向CuSO4溶液中加入H2O2溶液，很快有大量气体逸出，同时放热，一段时间后，蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O)，继续加入H2O2溶液，红色浑浊又变为蓝色溶液，这个反应可以反复多次。下列关于上述过程的说法不正确的是(　　) A．Cu2＋是H2O2分解反应的催化剂 B．H2O2只表现了氧化性 C．H2O2的电子式为H∶∶∶H D．发生了反应Cu2O＋H2O2＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O 答案：B 解析：根据“蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O)”，说明铜由＋2价被还原成＋1价，H2O2表现了还原性；继续加入H2O2溶液，红色浑浊又变为蓝色溶液，说明发生了反应Cu2O＋H2O2＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O，H2O2又表现了氧化性，故B错误、D正确。H2O2的电子式为H······H，故C正确。 4.过氧化氢(H2O2)俗称双氧水，其分子结构如图所示。医疗上常用3%的双氧水进行伤口或中耳炎消毒。过氧化氢能与SO2反应生成H2SO4。下列有关过氧化氢的说法中错误的是(　　) A．H2O2的结构式为H—O—O—H B．过氧化氢与SO2的化合反应，不是氧化还原反应 C．H2O2为既含有极性键又含有非极性键的共价化合物 D．过氧化氢与SO2反应的离子方程式为SO2＋H2O2===2H＋＋SO 答案：B 解析：H2O2的结构式为H—O—O—H，故A正确；SO2中S为＋4价，H2SO4中的S是＋6价，H2O2中，O为－1价，产物H2SO4中O为－2价，SO2被H2O2氧化，化合价发生了变化，是氧化还原反应，故B错误；H2O2是共价化合物，其中H—O键是极性键，O—O键是非极性键，故C正确；H2SO4是强电解质，所以离子方程式：SO2＋H2O2===2H＋＋SO，故D正确。 5．过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)，俗名固体双氧水，具有Na2CO3和H2O2的双重性质，可用作无毒漂白剂和供氧剂。一种利用双氧水和纯碱在稳定剂作用下制备过碳酸钠的工艺流程如下图所示。已知：2Na2CO3＋3H2O22Na2CO3·3H2O2。 下列说法不正确的是(　　) A. FeCl3溶液可加速过碳酸钠的失效 B．加入NaCl的作用是降低2Na2CO3·3H2O2的溶解度，以析出更多晶体 C．生产过碳酸钠的流程中遗漏了晶体的洗涤一步，导致产品纯度降低 D．该生产流程中可循环使用的物质是CO2和NH4Cl 答案：D 解析：过碳酸钠具有碳酸钠和过氧化氢的双重性质，三氯化铁溶液既能与碳酸钠反应，又能作过氧化氢分解的催化剂，因此三氯化铁溶液能使过碳酸钠失效，A项正确；根据溶解结晶平衡分析，加入NaCl增大了钠离子浓度，结晶溶解平衡向生成结晶方向移动，析出晶体更多，B项正确；晶体表面总是会吸附一定量溶液中的杂质离子，若不洗涤，将导致产品纯度降低，C项正确；在反应②煅烧这一步产生的CO2可用于反应①，但反应③的产物NH4Cl并不能循环使用，D项错误。 6．NaNO2像食盐一样有咸味，有很强的毒性，误食亚硝酸钠(NaNO2)会使人中毒。已知亚硝酸钠能发生反应：2NaNO2＋4HI===2NO↑＋I2＋2NaI＋2H2O。下列说法正确的是(　　) A．该反应的氧化剂为HI B．反应产物中能使淀粉变蓝的物质有I2、NaI C．该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1 D．人误食亚硝酸钠中毒时，可以服用HI溶液解毒 答案：C　 7．前几年，部分巨能钙被检出含有双氧水，而双氧水有致癌性，可加速人体衰老。因此卫生部加紧调查巨能钙。下列有关说法错误的是(　　) A. H2O2、Na2O2都属于过氧化物，都存在共价键 B．双氧水是绿色氧化剂，可作医疗消毒剂 C．H2O2既有氧化性，又有还原性，与Cl2、KMnO4反应是表现H2O2的氧化性 D．H2O2作漂白剂是利用其氧化性，漂白原理与HClO类似，与SO2不同 答案：C 解析：H2O2、Na2O2中都存在O—O共价键，A项正确；双氧水有强氧化性，可作漂白剂和消毒剂，其还原产物为H2O，故被称为“绿色氧化剂”，B项正确；H2O2中O为－1价，故H2O2既有氧化性，又有还原性，当与具有强氧化性的物质如KMnO4、Cl2等强氧化剂相遇时被氧化，H2O2表现还原性，C项错误；H2O2作漂白剂是利用其氧化性，漂白原理与HClO类似，而SO2不是因强氧化性而漂白，D项正确。 8．亚硝酸钠(NaNO2)是一种具有咸味、有毒，且价格比食盐(NaCl)便宜的工业用盐，常被误作食盐使用，导致多起中毒事故发生。它的部分性质见下图，下列说法错误的是(　　) A．上图所涉及到的化学反应都是氧化还原反应 B．N2H4极易溶于水，因为它是极性分子且与水分子之间易形成氢键 C．NaNO2与N2H4生成NaN3的反应方程式为NaNO2 ＋ N2H4===NaN3 ＋ 2H2O D．可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐(NaCl)与亚硝酸钠(NaNO2) 答案：A 解析：有电子转移的化学反应为氧化还原反应，其特征是有元素化合价升降，亚硝酸钠和氯化铵的反应中没有元素化合价升降，所以不属于氧化还原反应，故A错误；氢键导致物质的溶解度增大，肼和水分子之间能形成氢键，所以促进肼溶解，则肼极易溶于水，故B正确；亚硝酸钠和肼反应生成叠氮化钠和水，该反应中N元素化合价由＋3价、－2价变为－价，结合原子守恒配平方程式为NaNO2＋N2H4===NaN3＋2H2O，故C正确；根据转化关系知，亚硝酸钠能和KI反应生成碘单质，碘遇淀粉溶液变蓝色，氯化钠和KI不反应，所以可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐(NaCl)与亚硝酸钠(NaNO2)，故D正确。 9．亚硝酸钠又称为“工业盐”，在新闻报道中常出现因误食工业盐而导致中毒的事件，下列关于亚硝酸钠的叙述不正确的是(　　) A．亚硝酸钠外观与食盐相似 B．亚硝酸钠和食盐一样也具有咸味 C．食盐可用作食品的添加剂而亚硝酸钠绝对不可用作食品添加剂 D．亚硝酸钠溶液和食盐溶液中滴加硝酸银溶液均可产生白色沉淀 答案：C 解析：根据信息，因误食亚硝酸钠而中毒，说明外观与食盐相似，故A说法正确；误食工业食盐，说明亚硝酸钠具有咸味，故B说法正确；少量亚硝酸钠加入食品中，增加食品保质期，故C说法错误；Cl－用硝酸银检验，有白色沉淀产生，而亚硝酸钠也与硝酸银反应生成AgNO2白色沉淀，故D说法正确。 10．人体血红蛋白中含有Fe2＋，如果误食亚硝酸盐，会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2＋转变为Fe3＋，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力，服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒。下列说法正确的是(　　) A．亚硝酸盐表现出还原性 B．维生素C可被亚硝酸盐氧化 C．维生素C表现出氧化性 D．中毒时亚硝酸盐被Fe2＋氧化成硝酸盐 答案：B 解析：服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒，即可以将Fe3＋转化为Fe2＋，所以加入的物质维生素C具有还原性，是还原剂，以此解答。由分析可知维生素C具有还原性，是还原剂，则亚硝酸盐是氧化剂，表现出氧化性，故A错误；由分析可知维生素C是还原剂，亚硝酸盐是氧化剂，维生素C可被亚硝酸盐氧化，故B正确，C错误；亚硝酸盐会使Fe2＋转变为Fe3＋，Fe2＋是还原剂，中毒时亚硝酸盐被Fe2＋还原，故D错误。 11．(16分)为进一步研究过氧化钠与水的反应，某活动小组进行了如下探究。 (1)把一定量水滴入盛有少量过氧化钠固体的试管中，反应的化学方程式为________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (2)向反应后的溶液中滴入酚酞，一段时间后，发现溶液颜色逐渐变浅，最后颜色消失。为探究原因，进行实验1(环境温度为30 ℃)，结果如下： NaOH溶液浓度/ (mol·L－1) 10.0 2.0 1.0 0.10 0.010 滴入酚酞时现象 深紫红色 深红色 深红色 深红色 深红色 溶液变为浅红色的时间 2～3 s 26～30 s 54～60 s 6～7 min 45 min内稳定不变 溶液完全褪色 的时间 7～8 s 50～54 s几 乎无色 100～110 s几 乎无色 20 min后仍为浅红色 2 h后略变浅 最终溶液是否褪色 褪色 褪色 褪色 不褪色 不褪色 结合表中数据，判断下列说法正确的是________(填字母)。 a．其他条件相同时，NaOH溶液浓度越大褪色越快 b．溶液褪色可能是NaOH溶液浓度过大导致的 c．当NaOH溶液浓度大于或等于1.0 mol·L－1时，对溶液颜色变化有明显影响 (3)中间产物H2O2也可能会对溶液颜色的变化产生影响。 ①假设1：受H2O2自身氧化性的影响。 为验证假设，设计实验方案：_______________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 实验表明，随H2O2浓度的增大，溶液颜色变化更快。 ②假设2：______________________________________________________________________。 为验证假设，设计了实验2，请补全实验装置。 实验2：结果如下： NaOH溶液浓度/(mol·L－1) 滴入酚酞时现象 溶液完全褪色时间 2.0 深红色 约50 s 1.0 深红色 约1 min 50 s 对比实验1，表中数据说明_______________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (4)若准确称取Na2O2的质量为1.56 g，加入一定体积的水后得到20 mL溶液，则所得NaOH溶液的物质的量浓度为________。 (5)实验过程中，需待Na2O2固体完全溶解后再加入酚酞，原因是_______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 综上所述，Na2O2与水反应过程复杂，滴入酚酞时溶液颜色变化受多因素影响。 答案：(1)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ (2)abc (3)①取等体积的0.010 mol·L－1的NaOH溶液分别置于3个小烧杯中，分别滴加2滴酚酞溶夜，然后同时加入3种不同浓度的H2O2溶液 ②受H2O2分解产生的O2的影响　 　中间产物H2O2分解产生的O2对滴入酚酞溶液时颜色变化几乎没有影响 (4)2 mol·L－1 (5)排除因Na2O2剩余时其氧化性对实验造成的干扰 解析：(2)从表中数据可以看出，c(NaOH)在1.0 mol·L－1～10.0 mol·L－1之间时，酚酞都能褪色，且NaOH溶液浓度越大褪色越快，a正确；从对c(NaOH)与褪色时间的对比中可以初步得出结论，溶液褪色可能是NaOH溶液浓度过大导致的，b正确；从表中数据可以看出，当c(NaOH)<1.0 mol·L－1时，溶液不褪色，当c(NaOH)≥1.0 mol·L－1时，对溶液颜色变化有明显影响，c正确。(3)①假设1：受H2O2自身氧化性的影响。为验证假设，可设计三组不同的H2O2溶液，在温度、c(NaOH)都相同的情况下，改变c(H2O2)，对比分析c(H2O2)与褪色时间的关系，从而设计实验方案。②假设2：受H2O2分解产生的O2的影响。为验证假设，设计了实验2，FeCl3是H2O2分解的催化剂，可使H2O2分解产生O2，所以装置应为盛有H2O2溶液的广口瓶，实验装置为，对比实验1，将表中数据与上一表格中c(NaOH)对应相同的实验进行对比，看褪色时间有无改变，从而得出结论：中间产物H2O2分解产生的O2对滴入酚酞溶液时颜色变化几乎没有影响。(4)由关系式：Na2O2～2NaOH，可求出1.56 g Na2O2与水反应得到20 mL的溶液中，NaOH溶液的物质的量浓度为＝2 mol·L－1。(5)实验过程中，为保证只有一个变量的情况下分析影响因素，需待Na2O2固体完全溶解后再加入酚酞，为排除因Na2O2剩余时其氧化性对实验造成干扰。 12．(6分)亚硝酸钠是重要的防腐剂。某化学兴趣小组以碳和浓硝酸为起始原料，设计如下装置利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠。(夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验) 查阅资料：①HNO2为弱酸，室温下存在反应3HNO2===HNO3＋2NO↑＋H2O； ②NO不与碱反应，可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸。 实验操作：①关闭弹簧夹，打开A中分液漏斗活塞，滴加一定量浓硝酸，加热； ②一段时间后停止加热。 (1)A中反应的化学方程式是______________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 (2)B中观察到的主要现象是________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 D装置的作用是_________________________________________________________________。 答案：(1) C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O (2)溶液变蓝，铜片溶解，导管口有无色气体冒出　除去未反应的NO，防止污染空气 解析：(1)A中利用浓硝酸的强氧化性，与碳发生反应，其反应方程式为C＋4HNO3(浓) CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；(2)A中产生的NO2，进入B装置，发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，Cu和稀硝酸发生反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，观察到B中现象是铜片溶解，溶液变为蓝色，导管口有无色气体产生；因为NO有毒，为防止污染空气，必须尾气处理，根据信息，NO能与酸性高锰酸钾溶液发生反应，本身生成HNO3，因此装置D的作用是除去未反应的NO，防止污染空气。 13．(18分)氧元素能形成众多的化合物，其中有一些化合物具有特殊的组成与性质。 (1)H2O2、D2O、D2O2中化学性质彼此相似的物质是______________，OF2是一种棕黄色有恶臭的气体，有极强的氧化性，则OF2中氧元素的化合价为______，将F2通入稀的NaOH溶液中可得到OF2、盐等物质，相应反应的化学方程式为__________________________________ _______________________________________________________________________________。 (2)研究表明，H2O2相当于二元弱酸，有较强的还原性。 ①H2O2的一级电离方程式为_______________________________________________________ _______________________________________________________________________________， 已知常温下1 L的H2O2相当于48.3 mol，其一级电离平衡常数K约为1.67×10－12，则该温度下H2O2中c(H＋)约为________，写出它与足量Ba(OH)2反应的化学方程式：_______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 ②过氧化氢、镁合金可构成镁燃料电池，放电时总反应：Mg＋2H＋＋H2O2===Mg2＋＋2H2O，则放电时的正极反应为__________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 (3)氧也能与钾元素形成K2O、K2O2、KO2、KO3等氧化物，其中KO2是一种比Na2O2效率高的供氧剂，写出它与CO2反应的化学方程式：__________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案：(1)H2O2、D2O2　＋2　2F2＋2NaOH===2NaF＋H2O＋OF2 (2)①H2O2H＋＋HO　9×10－6 mol/L　H2O2＋Ba(OH)2===BaO2＋2H2O ②H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O (3)4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O2 解析：(1)根据H2O2、D2O、D2O2的化学式可知都有氢、氧两种元素组成；物质的结构决定物质的性质，从化学性质的角度看，过氧化氢分子与水分子的构成不同，化学性质有较大的差异，化学性质彼此相似的物质是 H2O2、D2O2；氟非金属性强于氧，氟为－1价，依据化合物各元素化合价代数和为0知，则OF2中氧元素的化合价为＋2价；将F2通入稀的NaOH溶液中可得到OF2、NaF和水，其反应方程式为2F2＋2NaOH===2NaF＋H2O＋OF2；(2)①过氧化氢可以看作是二元弱酸，说明过氧化氢分子能发生两步电离，第一步电离出一个氢离子，则它的一级电离方程式为H2O2H＋＋HO；根据K＝＝1.67×10 －12，则c(H＋)＝ mol/L≈9×10－6 mol/L；H2O2与Ba(OH)2作用生成BaO2，同时生成水，其反应的方程式为H2O2＋Ba(OH)2===BaO2＋2H2O；②正极上发生还原反应，过氧化氢得到电子和氢离子反应生成水，正极电极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O；(3)过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，则超氧化钾和二氧化碳反应生成碳酸钾和氧气，反应方程式为4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O2。 学生用书↓第135页 学科网（北京）股份有限公司 $$