Question

2013年10月我市因台风菲特遭受到重大损失，市疾控中心紧急采购消毒药品，以满足灾后需要．复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留，其主要成分H₂O₂是一种无色粘稠液体，请回答下列问题：

（1）火箭发射常以液态肼（N₂H₄）为燃料，液态H₂O₂为助燃剂．已知：
N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ?mol^-1
H₂O₂（l）═H₂O（l）+

1

2

O₂（g）△H=-98.64kJ?mol^-1
H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1
则反应N₂H₄（l）+2H₂O₂（l）═N₂（g）+4H₂O（g）的△H=

 

，
（2）据报道，以硼氢化合物NaBH₄（B元素的化合价为+3价）和H₂O₂作原料的燃料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO₂，可用作空军通信卫星电，其工作原理如图1所示．
则该电池的正极反应

 

（3）H₂O₂是一种不稳定易分解的物质．图2是H₂O₂在没有催化剂时反应进程与能量变化图，请在图画出使用催化剂加快分解速率时能量与进程图．
（4）某化学兴趣小组欲测定H₂O₂的分解速率，取溶液0.5L进行分析，数据如表格所示：

t（S）	0	2	4	6	8	10
n（H2O2）（moL）	0.8	0.7	0.62	0.55	0.27	0.03

在上述表格中已知某一时刻向H₂O₂溶液中加入催化剂，则加入催化剂后整段时间内H₂O₂的平均分解速率

 

．
（5）H₂O₂还是一种药物化学分析的氧化剂，能用于药物的分析．

①此检验过程中加过量H₂O₂反应的离子方程式为

 

．
②从红褐色的悬浊液到最后的称量，其过程中所需的基本操作有

 

（按操作的顺序填写）．
A．过滤      B．洗涤      C．萃取     D．分液     E．冷却     F．灼烧
③最后称量红棕色固体的质量为0.8960g，那么该药片中硫酸亚铁的质量分数为

 

（小数点后面保留一位有效数字）．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学方程式的有关计算,常见化学电源的种类及其工作原理,反应速率的定量表示方法,物质的分离、提纯的基本方法选择与应用

专题：实验设计题,基本概念与基本理论

分析：（1）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减，反应热也处于相应的系数进行相应的加减，构造目标热化学方程式，据此计算△H；
（2）原电池负极发生氧化反应，正极反应还原反应，由原电池工作原理图1可知，电极a为负极，电极b为正极，H₂O₂在正极放电生成OH^-；
（3）依据催化剂加快反应速率的原因是降低反应活化能，改变反应速率，不改变化学平衡，画出变化曲线；
（4）化剂加快反应速率结合反应速率是利用单位时间内物质浓度变化表示反应速率，依据V=

△c

△t

计算；
（5）①H₂O₂与亚铁离子反应生成铁离子和水，以此写出离子方程式即可；
②从红褐色的悬浊液过滤得到含氢氧化铁的滤渣，洗涤除掉吸附的杂质离子，灼烧分解生成氧化铁，冷却后称量；
③先求出氧化铁中铁的质量，根据铁原子守恒可知硫酸亚铁的质量，然后求硫酸亚铁的质量分数即可；

解答： 解：（1）①N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ?mol^-1
②H₂O₂（l）═H₂O（l）+

1

2

O₂（g）△H=-98.64kJ?mol^-1
③H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1
由盖斯定律，①+②×2+③×3得N₂H₄（g）+2H₂O₂（l）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-534kJ?mol^-1+2×（-98.64kJ?mol^-1）+2×44kJ?mol^-1=-643.28KJ/mol，
故答案为：-643.28KJ/mol；
（2）原电池负极发生氧化反应，正极反应还原反应，由原电池工作原理图1可知，电极a为负极，电极b为正极，H₂O₂在正极放电生成OH^-，电极反应式为H₂O₂+2e^-=2OH^-，
故答案为：H₂O₂+2e^-=2OH^-；
（3）催化剂加快反应速率的原因是降低反应活化能，改变反应速率，不改变化学平衡，虚线代表使用催化剂，起始于结束点重合，最高点比原曲线低，画出的变化曲线为，
故答案为：；
（4）催化剂加快反应速率，溶液0.5L中，在6S时H₂O₂的分解速率加快，说明加入催化剂，此时的物质的量浓度为1.1mol/L，10s末为0.06mol/L，则加入催化剂后整段时间内H₂O₂的平均分解速率=

1.1mol/L-0.06mol/L

4S

=0.26 mol/（ L．S），
故答案为：0.26 mol/（ L．S）；
（5）①H₂O₂与亚铁离子反应生成铁离子和水，离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
②从红褐色的悬浊液过滤得到含氢氧化铁的滤渣，洗涤除掉吸附的杂质离子，灼烧分解生成氧化铁，冷却后称量，
故答案为：A、B、F、E；
③氧化铁中铁元素的质量为：0.8960g×

112

160

=0.6272g，根据铁元素守恒可知硫酸亚铁中铁元素的质量为0.6272g，则硫酸亚铁的质量为：0.6272g×

152

56

=1.7024g，因此硫酸亚铁的质量为：

1.7024g

0.3g×10

×100%=56.7%，
故答案为：56.7%；

点评：本题较为综合考查了过氧化氢，涉及热化学方程式和盖斯定律的计算应用、原电池反应原理、实验步骤的设计、化学平衡图象、阅读题目获取信息的能力等，题目难度中等，需要学生具备运用信息与基础知识分析问题、解决问题的能力．注意计算硫酸亚铁质量分数铁元素守恒的应用．