Question

H₂O₂在工业、农业、医药上都有广泛的用途．
（1）H₂O₂是二元弱酸，写出第一步的电离方程式

 

H₂O₂?H⁺+HO₂^-，第二步的电离平衡常数表达式K_a2=

 

（2）许多物质都可以做H₂O₂分解的催化剂．一种观点认为：在反应过程中催化剂先被H₂O₂氧化（或还原），后又被H₂O₂还原（或氧化）．下列物质都可做H₂O₂分解的催化剂，在反应过程中先被氧化，后被还原的是

 

．
①I^- ②Fe³⁺ ③Cu²⁺ ④Fe²⁺
（3）用碱性氢氧燃料电池合成H₂O₂，具有效率高，无污染等特点．电池总反应为：H₂+O₂+OH^-=H₂O+HO₂^-．写出正极反应式：

 

． O₂+H₂O+2e^-=HO₂^-+OH^-．

Answer 1

考点：弱电解质在水溶液中的电离平衡,化学电源新型电池

专题：电离平衡与溶液的pH专题,电化学专题

分析：（1）H₂O₂为二元弱酸，分2步电离；平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积；
（2）根据在反应过程中先被氧化，后被还原的即化合价先升高，后降低，结合元素的化合价来解答；
（3）碱性氢氧燃料电池工作时，电解质溶液是KOH溶液（碱性电解质），正极是O₂得到电子，发生还原反应，正极的电极反应式为：O₂+H₂O+2e^-=HO₂^-+OH^-．

解答： 解：（1）H₂O₂为二元弱酸，分2步电离，电离方程式分别为：H₂O₂?H⁺+HO₂^-，HO₂^-?H⁺+O₂^2-，第二步的电离平衡常数表达式K_a2=

c(H+)c( O 2- 2 )

c(H O - 2 )

，
故答案为：H₂O₂?H⁺+HO₂^-；

c(H+)c( O 2- 2 )

c(H O - 2 )

；
（2）①I^-的化合价可先升高到0价，再降低到-1价，符合题意；
②Fe³⁺的化合价只能先降低，然后再升高，不符合题意；
③Cu²⁺的化合价只能先降低，然后再升高，不符合题意，
④Fe²⁺的化合价可先升高到+3价，再降低到+2价，符合题意，
故选：①④；
（3）碱性氢氧燃料电池工作时，正极是O₂得到电子，发生还原反应，电极反应式为O₂+H₂O+2e^-=HO₂^-+OH^-，故答案为：O₂+H₂O+2e^-=HO₂^-+OH^-．

点评：本题是一道综合知识题目，涉及实验操作，电离方程式式、平衡常数、氧化还原反应，原电池，考查学生分析和解决问题的能力，难度较大．