培優(yōu)微課臭氧、過氧化氫和多硫含氧酸鹽一、臭氧的性質(zhì)與應(yīng)用1.臭氧的組成與性質(zhì)組成與物理性質(zhì)臭氧的分子式為O3，與O2互為同素異形體，是一種有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體。O3在空氣中含量很少，使人們感到清爽，但超過一定濃度，則會(huì)影響人體的健康化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定性O(shè)3不穩(wěn)定，容易分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2O3=3O2強(qiáng)氧化性能氧化具有還原性的物質(zhì)，如KI、FeCl2等漂白性：因O3有強(qiáng)氧化性，所以它能使有色物質(zhì)褪色，并被用來殺菌消毒2.臭氧的用途與生成(1)用途：可用作漂白劑、脫色劑和消毒劑；臭氧層可以吸收來自太陽的紫外線，是人類和其他生物的保護(hù)傘。(2)生成：在放電條件下，空氣中的O2可以轉(zhuǎn)化為O3，3O2eq\o(=,\s\up7(放電))2O3。1.臭氧(O3)可應(yīng)用于游泳池、生活用水、污水的殺菌和消毒，大氣中的臭氧層能有效阻擋紫外線。長期吸入大量臭氧會(huì)引起口干燥、咳嗽等不適癥狀。臭氧發(fā)生器是在高壓電極的作用下將空氣中的氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧的裝置。下列說法正確的是()A.氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧是物理變化B.臭氧的相對(duì)分子質(zhì)量為36C.一個(gè)臭氧分子中含有3個(gè)氧原子D.臭氧對(duì)人的身體健康不利，應(yīng)該拒絕使用臭氧答案C解析O2轉(zhuǎn)化為O3是化學(xué)變化，A錯(cuò)誤；O3的相對(duì)分子質(zhì)量為48，B錯(cuò)誤；少量的臭氧不影響人的身體健康，D錯(cuò)誤。2.如圖為大氣平流層中臭氧層被破壞的一個(gè)流程圖，下列說法不正確的是()A.O3與O2互為同位素B.反應(yīng)①中破壞的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵C.反應(yīng)②可表示為O3＋Cl=ClO＋O2D.少量的Cl能破壞大量的O3答案A解析A.O3與O2是同素異形體，錯(cuò)誤；B.反應(yīng)①是ClO＋O=O2＋Cl中破壞的化學(xué)鍵Cl—O為共價(jià)鍵，正確；C.結(jié)合圖示分析反應(yīng)②是臭氧和氯原子反應(yīng)生成ClO和氧氣，正確；D.過程分析可知氯原子會(huì)和臭氧反應(yīng)破壞臭氧分子結(jié)構(gòu)，氯原子在反應(yīng)中做催化劑，少量的Cl能破壞大量的O3，正確。二、過氧化氫的性質(zhì)與應(yīng)用1.過氧化氫的結(jié)構(gòu)電子式為，結(jié)構(gòu)式為H—O—O—H，含有的共價(jià)鍵有極性鍵、非極性鍵，為共價(jià)化合物，為無色液體。注意H—O—O—H中氧原子為sp3雜化，不是直線分子，鍵角小于109°28′。2.過氧化氫化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用不穩(wěn)定性加熱、加催化劑都能使其分解速率加快。2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑(實(shí)驗(yàn)室制O2，常見H2O2的催化劑有MnO2、Fe3＋和Cu2＋等)弱酸性相當(dāng)于二元弱酸。H2O2H＋＋HOeq\o\al(－,2)，HOeq\o\al(－,2)H＋＋Oeq\o\al(2－,2)強(qiáng)氧化性①用10%的雙氧水漂白羽毛及絲織品(漂白劑)。②氧化Fe2＋等還原性粒子，其離子方程式為H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。③使?jié)駶櫟牡矸郏璌I試紙變藍(lán)，其離子方程式為H2O2＋2I－＋2H＋=I2＋2H2O。④殺菌、消毒弱還原性遇強(qiáng)氧化劑時(shí)作還原劑。2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋5O2↑＋8H2O1.(2023·玉溪期末)過氧化氫(H2O2)溶液俗稱雙氧水，醫(yī)療上常用3%的雙氧水進(jìn)行傷口消毒。H2O2與SO2反應(yīng)生成H2SO4，H2O2的分子結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是()A.過氧化氫的電子式為B.H2O2為含有極性鍵和非極性鍵的非極性分子C.H2O2既有氧化性又有還原性D.H2O2與SO2反應(yīng)過程中有共價(jià)鍵斷裂，同時(shí)有共價(jià)鍵和離子鍵形成答案C解析A.H2O2是共價(jià)化合物，電子式為，A錯(cuò)誤。B.H2O2中含有H—O極性鍵和O－O非極性鍵，是極性分子，B錯(cuò)誤。C.H2O2分子中，O呈－1價(jià)，既可升高為0價(jià)，又可降低為－2價(jià)，既有氧化性又有還原性，C正確。D.H2O2與SO2反應(yīng)過程中有共價(jià)鍵斷裂，同時(shí)有共價(jià)鍵形成，但沒有離子鍵形成，D錯(cuò)誤。2.(2023·石嘴山平羅中學(xué)期末)H2O2是一種重要的化學(xué)品，其合成方法不斷發(fā)展。早期制備方法：Ba(NO3)2eq\o(→,\s\up7(加熱),\s\do5(Ⅰ))BaOeq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(Ⅱ))BaO2eq\o(→,\s\up7(鹽酸),\s\do5(Ⅲ))eq\o(→,\s\up7(除雜),\s\do5(Ⅳ))濾液eq\o(→,\s\up7(減壓蒸餾),\s\do5(Ⅴ))H2O2(1)Ⅰ為分解反應(yīng)，產(chǎn)物除BaO、O2外，還有一種紅棕色氣體。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________________________________________________________________________。(2)Ⅱ的產(chǎn)物為過氧化鋇，其電子式為______________________。(3)Ⅲ中生成H2O2，反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________________________________________。(4)Ⅴ中減壓蒸餾能夠降低蒸餾溫度，從H2O2的化學(xué)性質(zhì)角度說明Ⅴ中采用減壓蒸餾的原因_______________________________________________。答案(1)2Ba(NO3)2eq\o(=,\s\up7(△))2BaO＋O2↑＋4NO2↑(2)(3)BaO2＋2HCl=BaCl2＋H2O2(4)H2O2受熱易分解解析(1)Ⅰ為分解反應(yīng)，產(chǎn)物除BaO、O2外，還有一種紅棕色氣體，該氣體為NO2，根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子得失守恒配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Ba(NO3)2eq\o(=,\s\up7(△))2BaO＋O2↑＋4NO2↑；(2)過氧化鋇化學(xué)式為BaO2，其所含Oeq\o\al(2－,2)中兩個(gè)O原子間形成1對(duì)共用電子，電子式為；(3)Ⅲ中過氧化鋇與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇和雙氧水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是BaO2＋2HCl=BaCl2＋H2O2；(4)H2O2受熱易分解，采用減壓蒸餾能夠降低蒸餾溫度，防止雙氧水分解導(dǎo)致產(chǎn)率降低。3.(1)H2O2中氧元素的化合價(jià)處于中間價(jià)，既有氧化性又有還原性。酸化的H2O2溶液中滴入KI－淀粉溶液，溶液變藍(lán)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________________________________________________。向NaClO溶液中滴入H2O2，可產(chǎn)生O2，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________________________________________________。(2)Na2O2、CaO2以及BaO2都可與酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成過氧化氫。實(shí)驗(yàn)室通過上述某種過氧化物與適量稀硫酸作用，過濾后即可制得較純凈的H2O2溶液，則應(yīng)選擇的過氧化物是________；發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________________________________________________。(3)為了除去酸性Fe2(SO4)3溶液中的Fe2＋，通常加入試劑為_______________________________________________，其反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________。答案(1)H2O2＋2H＋＋2I－=2H2O＋I(xiàn)2H2O2＋ClO－=Cl－＋H2O＋O2↑(2)BaO2BaO2＋H2SO4=BaSO4＋H2O2(3)H2O2H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O三、多硫含氧酸鹽的性質(zhì)與應(yīng)用1.硫代硫酸鈉(Na2S2O3)(1)物理性質(zhì)Na2S2O3·5H2O俗名大蘇打，它是無色透明的晶體，易溶于水。(2)化學(xué)性質(zhì)①與酸反應(yīng)生成單質(zhì)硫、放出SO2氣體：S2Oeq\o\al(2－,3)＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O。②Na2S2O3是中等強(qiáng)度的還原劑，能被I2、Cl2、KMnO4等氧化劑氧化。a.2Na2S2O3＋I(xiàn)2=Na2S4O6＋2NaI，此反應(yīng)用于定量測(cè)定碘。b.Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O=Na2SO4＋H2SO4＋8HCl，此反應(yīng)在紡織和造紙工業(yè)上作脫氯劑。c.5Na2S2O3＋8KMnO4＋7H2SO4=8MnSO4＋5Na2SO4＋4K2SO4＋7H2O。2.過二硫酸鈉(Na2S2O8)(1)結(jié)構(gòu)：(2)氧化性：過二硫酸鈉中S為＋6價(jià)，含有1個(gè)過氧鍵(—O—O—)，性質(zhì)與過氧化氫相似。作氧化劑參與反應(yīng)時(shí)，過氧鍵斷裂，過氧鍵中的氧原子由－1價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，硫原子化合價(jià)不變，如S2Oeq\o\al(2－,8)＋2I－eq\o(=,\s\up7(Cu2＋))2SOeq\o\al(2－,4)＋I(xiàn)2、5S2Oeq\o\al(2－,8)＋2Mn2＋＋8H2Oeq\o(=,\s\up7(Ag＋))10SOeq\o\al(2－,4)＋2MnOeq\o\al(－,4)＋16H＋。(3)不穩(wěn)定性：Na2S2O8受熱分解生成Na2SO4、SO3和O2。3.連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)Na2S2O4俗稱保險(xiǎn)粉，S元素的化合價(jià)為＋3價(jià)，具有還原性，在空氣分析中常用來吸收氧氣。4.焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)(1)重要性質(zhì)：成品為白色或微黃結(jié)晶粉末，溶于水、甘油，微溶于乙醇，露置空氣中易氧化成硫酸鈉，與強(qiáng)酸接觸放出二氧化硫而生成相應(yīng)的鹽類，加熱到150℃分解。(2)制備方法：通常用NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得，其化學(xué)方程式為2NaHSO3=Na2S2O5＋H2O。1.(2023·河源開學(xué)考試)某興趣小組利用如圖所示裝置模擬制備硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O，難溶于乙醇，易溶于水)的工業(yè)流程，先向裝置C的燒瓶中加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向裝置A的燒瓶中滴加70%H2SO4。反應(yīng)開始后，裝置C中先有黃色渾濁產(chǎn)生，然后又變澄清。下列說法錯(cuò)誤的是()A.S2Oeq\o\al(2－,3)是SOeq\o\al(2－,4)中氧原子被硫原子替代后形成的原子團(tuán)，其中心S原子雜化方式為sp3B.裝置B和D均可以起到防倒吸的作用C.裝置C中總反應(yīng)的離子方程式：S2－＋COeq\o\al(2－,3)＋SO2=S2Oeq\o\al(2－,3)＋CO2D.待冷卻后取出裝置C中的混合液，過濾后可用乙醇洗滌答案C解析A.S2Oeq\o\al(2－,3)與SOeq\o\al(2－,4)互為等電子體，二者結(jié)構(gòu)相似且中心S原子雜化類型相同，A項(xiàng)正確；B.裝置B和D為安全瓶，均可以防倒吸，B項(xiàng)正確；C.該離子方程式電荷和得失電子均不守恒，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.硫代硫酸鈉晶體難溶于乙醇，可以用乙醇洗滌，D項(xiàng)正確。2.(2023·綿陽南山實(shí)驗(yàn)學(xué)校月考)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是一種常用的食品抗氧化劑(易被氧化)。實(shí)驗(yàn)室利用如圖所示裝置制取少量焦亞硫酸鈉，并探究SO2的性質(zhì)(夾持裝置已略去)。請(qǐng)回答下列問題：(實(shí)驗(yàn)前已除去裝置中的空氣)(1)儀器a的名稱是________，A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________________________________________________。(2)關(guān)閉K2、K3，打開K1，裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________________________________________________，觀察到裝置C中發(fā)生的現(xiàn)象是________________________________。(3)裝置D和F的作用是_____________________________________。(4)實(shí)驗(yàn)前，裝置E中所用蒸餾水需經(jīng)煮沸后迅速冷卻，目的是_______________________________________________，關(guān)閉K1、K3，打開K2，一段時(shí)間后裝置E中有Na2S2O5晶體析出，裝置E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________________________________________________。(5)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化，所需試劑為________。答案(1)分液漏斗Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2O(2)2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋有淡黃色沉淀生成(3)吸收SO2，防止污染空氣(4)去除水中溶解的氧氣SO2＋Na2SO3=Na2S2O5↓(5)稀鹽酸、BaCl2溶液解析(1)根據(jù)儀器a的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知其為分液漏斗，A中亞硫酸鈉和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉和二氧化硫，化學(xué)方程式為Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2O。(2)二氧化硫也具有較強(qiáng)的還原性，能被Fe3＋氧化成SOeq\o\al(2－,4)，自身被還原成Fe2＋，根據(jù)電子守恒和元素守恒可得離子方程式為2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋；繼續(xù)滴加硫酸，生成的二氧化