Question

【題目】臭氧是一種強氧化劑，常用于消毒、滅菌等。

（1）O3與KI溶液反應生成的兩種單質是___________和_________（填分子式）。

（2）O3在水中易分解，一定條件下，O3的濃度減少一半所需的時間（t）如表所示。已知：O3的起始濃度為0.0216 mol/L。

	3.0	4.0	5.0	6.0
20	301	231	169	58
30	158	108	48	15
50	31	26	15	7

①pH增大能加速O3分解，表明對O3分解起催化作用的是___________.。

②在30°C、pH=4.0條件下，O3的分解速率為__________ mol/(L·min)。

③據表中的遞變規律，推測O3在下列條件下分解速率依次增大的順序為______.（填字母代號）

a. 40°C、pH=3.0 b. 10°C、pH=4.0 c. 30°C、pH=7.0

（3）O3 可由臭氧發生器（原理如圖）電解稀硫酸制得。

①圖中陰極為_________(填“A”或“B”)，其電極反應式為_________________.

②若C處通入O 2 ，則A極的電極反應式為_____________________.

③若C處不通入O 2 ，D、E處分別收集到xL和有yL氣體(標準狀況)，則E處收集的氣體中O 3 所占的體積分數為__________.(忽略O 3 的分解)。

Answer 1

【答案】 I2 O2 OH－ 1.00×10－4 b、a、c A 2H＋＋2e－=H2↑ O2＋4H＋＋4e－=2H2O

【解析】(1)因為O3是一種強氧化劑，KI具有還原性，所以二者反應生成I2和O2；

(2) O3的起始濃度為0.0216 mol/L，O3在水中分解生成O2，分析表中數據可知，①隨pH的增大，O3分解速率加快，說明對O3分解起催化作用的是OH－；②在30°C、pH=4.0條件下，O3的分解一半所需要的時間為108min，所以其分解速率為ν(O3)= ；③根據表中的遞變規律，推測O3在40°C、pH=3.0時，分解一半需要的時間大約為70分鐘左右，在10°C、pH=4.0時分解一半需要的時間大約為460分鐘左右，在30°C、pH=7.0時分解一半需要的時間大約為4分鐘左右，所以O3的分解速率依次增大的順序為b<a<c；

(3)電解稀硫酸，實質是電解水，只有OH—在陽極放電才能生成O 2，進而轉化為O3。①由裝置圖可知電極B為陽極，則電極A為陰極，其電極反應式為2H＋＋2e－=H2↑；②若C處通入O2 ，則A極的電極反應式為4H＋＋O2 ＋4e－ =2H2O；③在相同條件下，氣體的體積之比等于物質的量之比，設D處收集的H2為xmol，則E處收集的O2和O3共ymol，所以電解過程中轉移電子2xmol，設E處收集的氣體中O3為amol，則O2為(y-a)mol，由電子轉移守恒可得6a+4(y-a)=2x，a=(x-2y)mol，所以O 3 所占的體積分數為。