2025届高三化学二轮复习 讲义　　臭氧、过氧化氢和多硫含氧酸盐

臭氧、过氧化氢和多硫含氧酸盐 一、臭氧的性质与应用 1.臭氧的组成与性质 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.臭氧的用途与生成 (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。 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 2.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与O2互为同位素 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.少量的Cl能破坏大量的O3 二、过氧化氢的性质与应用 1.过氧化氢的结构 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.过氧化氢化学性质及应用 不稳 定性 加热、加催化剂都能使其分解速率加快。2H2O22H2O＋O2↑(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。H2O2H＋＋HO， HOH＋＋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 1.(2023·玉溪期末)过氧化氢(H2O2)溶液俗称双氧水，医疗上常用3%的双氧水进行伤口消毒。H2O2与SO2反应生成H2SO4，H2O2的分子结构如图所示。下列说法正确的是(　　) A.过氧化氢的电子式为 B.H2O2为含有极性键和非极性键的非极性分子 C.H2O2既有氧化性又有还原性 D.H2O2与SO2反应过程中有共价键断裂，同时有共价键和离子键形成 2.(2023·石嘴山平罗中学期末)H2O2是一种重要的化学品，其合成方法不断发展。早期制备方法： Ba（NO3）2BaOBaO2滤液H2O2 (1) Ⅰ 为分解反应，产物除BaO、O2外，还有一种红棕色气体。该反应的化学方程式是____________________________________________________________。 (2) Ⅱ 的产物为过氧化钡，其电子式为________________________。 (3)Ⅲ中生成H2O2，反应的化学方程式是__________________________________ __________________________________________________________________。 (4)Ⅴ中减压蒸馏能够降低蒸馏温度，从H2O2的化学性质角度说明Ⅴ中采用减压蒸馏的原因_________________________________________________________。 3.(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 __________________________________________________________________。 三、多硫含氧酸盐的性质与应用 1.硫代硫酸钠(Na2S2O3) (1)物理性质 Na2S2O3·5H2O俗名大苏打，它是无色透明的晶体，易溶于水。 (2)化学性质 ①与酸反应生成单质硫、放出SO2气体：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。 ②Na2S2O3是中等强度的还原剂，能被I2、Cl2、KMnO4等氧化剂氧化。 a.2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI，此反应用于定量测定碘。 b.Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O===Na2SO4＋H2SO4＋8HCl，此反应在纺织和造纸工业上作脱氯剂。 c.5Na2S2O3＋8KMnO4＋7H2SO4===8MnSO4＋5Na2SO4＋4K2SO4＋7H2O。 (3)制备 ①2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2； ②Na2SO3＋SNa2S2O3。 2.过二硫酸钠(Na2S2O8) (1)结构： (2)氧化性：过二硫酸钠中S为＋6价，含有1个过氧键(—O—O—)，性质与过氧化氢相似。作氧化剂参与反应时，过氧键断裂，过氧键中的氧原子由－1价变为－2价，硫原子化合价不变，如S2O＋2I－2SO＋I2、5S2O＋2Mn2＋＋8H2O10SO＋2MnO＋16H＋。 (3)不稳定性：Na2S2O8受热分解2Na2S2O82Na2SO4＋2SO3↑＋O2↑。 3.焦亚硫酸钠(Na2S2O5) (1)重要性质：成品为白色或微黄结晶粉末，溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置空气中易氧化成硫酸钠，与强酸接触放出二氧化硫而生成相应的盐类，加热到150 ℃分解。 (2)制备方法：通常用NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得，其化学方程式为2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。 4.连二亚硫酸钠(Na2S2O4) Na2S2O4俗称保险粉，能溶于冷水，在热水中分解，不溶于乙醇。S元素的化合价为＋3价，具有还原性。 (1)制备：在无氧条件下，用锌粉还原亚硫酸氢钠可制得连二亚硫酸钠。 (2)还原性：在空气分析中常用来吸收氧气：2Na2S2O4＋O2＋2H2O===4NaHSO3或Na2S2O4＋O2＋H2O===NaHSO3＋NaHSO4。 1.(2024·南通海安十中学情检测)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的防腐剂和漂白剂。可利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5，其流程如下： 下列说法正确的是(　　) A.上述制备过程所涉及的物质中只有一种酸性氧化物 B.Na2S2O5作防腐剂和SO2作漂白剂时，均表现还原性 C.上述流程中的Na2CO3饱和溶液和Na2CO3固体不可互换 D.实验室模拟“结晶脱水”时用到的仪器只有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、漏斗 2.(2023·无锡一模)硫代硫酸钠(Na2S2O3)应用广泛，可用作定影液、含砷废水去除剂、定量分析还原剂等。 (1)Na2S2O3可用作定影液溶解未曝光的溴化银(AgBr)，通过如图1所示转化可实现定影液再生，也可达到回收银的目的。 ①AgBr溶于Na2S2O3溶液反应的离子方程式为 ____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 ②Ag晶体的晶胞如图2所示为面心立方最密堆积，一个Ag原子距离最近的Ag原子个数为________。 (2)Na2S2O3去除酸性废水中H3AsO3的反应机理如图3所示(图中“HS·”为自由基，“·”表示孤单电子)。 ①方框中X的化学式为_____________________________________________。 ②在紫外线照射下，将Na2S2O3加入到不含H3AsO3的酸性废水中，发现不释放H2S，监测到反应过程中部分物质的浓度变化如图4所示，不释放H2S的原因可能是_________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)Na2S2O3可测定含Cr2O废水中Cr元素的含量。量取废水20.00 mL，硫酸酸化后加入过量KI溶液，发生反应：6I－＋Cr2O＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O。加入少量淀粉作为指示剂，用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，发生反应：I2＋2S2O===2I－＋S4O。平行滴定3次，平均消耗标准Na2S2O3溶液24.00 mL。 ①滴定终点的现象为___________________________________________。 ②废水中Cr元素的含量为________ mg·L－1(写出计算过程)。 臭氧、过氧化氢和多硫含氧酸盐 一、 培优专练 1.C　[O2转化为O3是化学变化，A错误；O3的相对分子质量为48，B错误；少量的臭氧不影响人的身体健康，D错误。] 2.A　[A.O3与O2是同素异形体，错误；B.反应①是ClO＋O===O2＋Cl中破坏的化学键Cl—O为共价键，正确；C.结合图示分析反应②是臭氧和氯原子反应生成ClO和氧气，正确；D.过程分析可知氯原子会和臭氧反应破坏臭氧分子结构，氯原子在反应中做催化剂，少量的Cl能破坏大量的O3，正确。] 二、 培优专练 1.C　[A.H2O2是共价化合物，电子式为，A错误。B.H2O2中含有H—O极性键和O-O非极性键，是极性分子，B错误。C.H2O2分子中，O呈-1价，既可升高为0价，又可降低为-2价，既有氧化性又有还原性，C正确。D.H2O2与SO2反应过程中有共价键断裂，同时有共价键形成，但没有离子键形成，D错误。] 2.(1)2Ba(NO3)22BaO＋O2↑＋4NO2↑ (2) (3)BaO2＋2HCl===BaCl2＋H2O2 (4)H2O2受热易分解 解析　(1)Ⅰ 为分解反应，产物除BaO、O2外，还有一种红棕色气体，该气体为NO2，根据氧化还原反应电子得失守恒配平该反应的化学方程式为2Ba(NO3)22BaO＋O2↑＋4NO2↑；(2)过氧化钡化学式为BaO2，其所含O中两个O原子间形成1对共用电子，电子式为；(3)Ⅲ中过氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和双氧水，反应的化学方程式是BaO2＋2HCl===BaCl2＋H2O2；(4)H2O2受热易分解，采用减压蒸馏能够降低蒸馏温度，防止双氧水分解导致产率降低。 3.(1)H2O2＋2H＋＋2I-===2H2O＋I2　H2O2＋ClO-===Cl-＋H2O＋O2↑ (2)BaO2　BaO2＋H2SO4===BaSO4＋H2O2 (3)H2O2　H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 三、 培优专练 1.C　[饱和碳酸钠溶液中通入二氧化硫，使溶液pH变为4.1，说明反应产生了NaHSO3，同时放出二氧化碳，Ⅰ中的溶液应为NaHSO3溶液；再加入Na2CO3固体，将NaHSO3转化为Na2SO3，再次通入SO2，将Na2SO3转化为NaHSO3，得到过饱和的NaHSO3溶液，NaHSO3过饱和溶液结晶脱水制得Na2S2O5，发生2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。A.上述制备过程所涉及的物质中有2种酸性氧化物，二氧化硫和二氧化碳，A错误；B.SO2作漂白剂时，未发生氧化还原反应，没有表现还原性，B错误；C.根据上述分析，上述流程中的Na2CO3饱和溶液和Na2CO3固体不可互换，否则得不到过饱和的NaHSO3溶液，C正确；D.“结晶脱水”是加热固体分解，应该在坩埚中进行，D错误。] 2.(1)①AgBr＋2S2O===[Ag(S2O3)2]3-＋Br-　②12 (2)①H2S2　②S2O与H＋在紫外线照射条件下生成的H2S和SO，2H2S＋SO＋2H＋===3S↓＋3H2O (3)①溶液蓝色恰好褪去，且半分钟内不复原　②2.08×103 解析　(1)①根据题中信息可推出AgBr与Na2S2O3溶液反应生成Na3[Ag(S2O3)2]，同时生成NaBr，反应的离子方程式为AgBr＋2S2O===[Ag(S2O3)2]3-＋Br-；②银晶胞中距离最近的银原子有同一层上4个角，下方4个面中心，和上方4个面中心，总共有12个；(2)①S2O经过“途径Ⅰ”的除砷过程可描述为S2O与H＋在紫外线照射条件下可以生成HS·，两个HS·可以结合生成H2S2，H2S2分解得到S8和 H2S，H2S与H3AsO3发生反应生成As2S3；②S2O与H＋在紫外线照射条件下生成的H2S可与SO，在紫外线照射条件下生成的 SO与H2S发生反应，转化为S；(3)量取废水20.00 mL，硫酸酸化后加入过量KI溶液，发生反应：6I-＋Cr2O＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O。加入少量淀粉作为指示剂，用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，发生反应：I2＋2S2O===2I-＋S4O，碘遇淀粉试液变蓝色，所以滴定终点时碘完全被还原，则滴定终点为溶液蓝色恰好褪去，且半分钟内不复原；根据反应可得关系式：Cr2O～3I2～6Na2S2O3，n(Cr2O)∶n(Na2S2O3)＝1∶6，所以n(Cr2O)＝n(Na2S2O3)＝×0.100 0 mol/L×24.00×10-3 L ＝4.0×10-4 mol，故废水中Cr元素的含量为 ＝2.08×103 mg·L-1。 集训真题　走进高考 1.C　[A.浓硫酸具有脱水性，能将有机物中的H原子和O原子按2∶1的比例脱除，蔗糖中加入浓硫酸，白色固体变黑，体现浓硫酸的脱水性，A项正确；B.浓硫酸脱水过程中释放大量热，此时发生反应C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，产生大量气体，使固体体积膨胀，B项正确；C.结合选项B可知，浓硫酸脱水过程中生成的SO2能使品红溶液褪色，体现浓硫酸的强氧化性，C项错误；D.该过程中，蔗糖发生化学反应，发生了化学键的断裂，D项正确。] 2.C　[Ⅰ中发生反应S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O，二氧化硫进入Ⅱ中使品红溶液褪色，二氧化硫进入Ⅲ中与硫化钠反应生成S沉淀，二氧化硫进入Ⅳ中与氢氧化钠反应使溶液碱性减弱，酚酞褪色。A.Ⅰ中试管内发生反应S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O，氢元素化合价不变，H＋不体现氧化性，故A错误；B.Ⅱ中品红溶液褪色，体现SO2的漂白性，故B错误；C.Ⅰ试管内发生反应S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O，Ⅲ试管内发生反应2S2-＋SO2＋2H2O===3S↓＋4OH-，Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象，故C正确；D.撤掉水浴，重做实验，反应速率减慢，Ⅳ中红色褪去的速率减慢，故D错误。] 3.A　[该反应为复分解反应，不属于氧化还原反应，A项错误；Na2SO3易被空气中的O2氧化为Na2SO4，B项正确；Na2SO4中Na＋和SO之间是离子键，SO中S与O之间是共价键，C项正确；SO2在空气中与O2和降水化合生成硫酸而形成酸雨，D项正确。] 4.C　[ 结合上述分析可知a可能是正盐Na2SO3、Na2S2O3，也可能是酸式盐NaHSO3，A项正确；溶液b中含有SO，与BaCl2溶液反应生成不溶于盐酸的白色沉淀，B项正确；结合上述分析可知d为SO2，SO2是含有极性键的极性分子，C项错误；当a为Na2S2O3时，反应②中生成SO2和淡黄色沉淀S，D项正确。] 5.(1)浓硫酸吸水放热导致HCl挥发 (2)HCl气体会将H2SO4带出，与Ba(NO3)2作用生成BaSO4 解析　(1)将浓硫酸和浓盐酸混合，浓硫酸溶解时吸水并放出热量，导致HCl挥发。(2)烧杯中出现的白色沉淀显然为BaSO4沉淀，说明HCl气体挥发逸出时将H2SO4带出，与Ba(NO3)2发生复分解反应生成BaSO4。 学科网（北京）股份有限公司 $$