Question

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，常用于消毒、滅菌等。
(1)O₃與KI溶液反應(yīng)生成的兩種單質(zhì)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)如下表所示。已知：O₃的起始濃度為0.0216 mol/L。

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℃、pH＝4.0條件下，O₃的分解速率為________mol/(L·min)。
③據(jù)表中的遞變規(guī)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℃、pH＝3.0　　　    b．10℃、pH＝4.0
c．30℃、pH＝7.0
(3)O₃可由臭氧發(fā)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(yīng)式為_______________________。
②若C處通入O₂，則A極的電極反應(yīng)式為________。
③若C處不通入O₂，D、E處分別收集到x L和y L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則E處收集的氣體中O₃所占的體積分?jǐn)?shù)為________(忽略O(shè)₃的分解)。

Answer 1

(1)I₂　O₂
(2)①OH^－　②1.00×10^－4　③b、a、c
(3)①A　2H^＋＋2e^－=H₂↑
②O₂＋4H^＋＋4e^－=2H₂O　③(x－2y)/y

本題以臭氧為載體考查了化學(xué)反應(yīng)速率、電化學(xué)等化學(xué)反應(yīng)原理，同時考查了考生對圖表的觀察分析能力。
(1)臭氧具有氧化性，能與碘化鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氧氣、碘單質(zhì)和氫氧化鉀。
(2)30℃、pH＝4.0時，臭氧分解一半所用時間為108 min，反應(yīng)速率v＝＝1.00×10^－4mol/(L·min)；結(jié)合表中數(shù)據(jù)知反應(yīng)速率在b條件下最小、c條件下最大。
(3)觀察電化學(xué)裝置圖知，特殊惰性電極B上產(chǎn)生了氧氣和臭氧，該極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)作陽極，則特殊惰性電極A為陰極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H^＋＋2e^－=H₂↑；若從C處通入氧氣，氧氣將參與反應(yīng)，陰極生成的將是水，電極反應(yīng)為O₂＋4H^＋＋4e^－=2H₂O；設(shè)y L混合氣體中臭氧的體積分?jǐn)?shù)為a，由電子守恒有2x＝y(tǒng) a×6＋y(1－a)×4，解得a＝(x－2y)/y。