Question

（16分）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。
（1）H₂O₂不稳定、易分解，Fe^3＋、Cu^2＋等对其分解起催化作用，为比较Fe^3＋和Cu^2＋对H₂O₂分解的催化效果，某化学研究小组同学分别设计了甲、乙两种实验装置。

若利用甲实验，可通过观察________现象，从而定性比较得出结论。有同学提出将FeCl₃改为Fe₂(SO₄)₃更为合理，其理由是________；若利用乙实验可进行定量分析，实验时均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略，实验中还需要测量的数据是________。
（2）在含有表面活性剂的酸性水溶液中，以碳为电极，通直流电进行电解可制取氢气和过氧化氢，过氧化氢在          （填“阴极”、“阳极”）产生。                       
以H₂O₂和硼氢化合物NaBH₄（B的化合价为+3价）作原料的燃料电池，可用作通信卫星电源。其工作原理如图所示，写出a极上的电极反应式：              ，正极材料采用MnO₂，MnO₂除了作电极材料之外还可能具有的作用为                               

（3）锗（Ge）与碳是同主族元素，最新研究表明有机锗具有明显的抗肿瘤活性，锗不与NaOH 溶液反应，但在有H₂O₂存在时可与NaOH 溶液反应生成锗酸盐，其化学方程式为                 。

Answer 1

（1）产生气泡的快慢 （2分）　可以消除阴离子不同对实验的干扰 （2分） 产生40mL气体所需的时间（2分）
（2）阳极（2分）   BH₄^- + 8OH^- - 8e^- = BO₂^- + 6H₂O（3分）  MnO₂对电极反应可能具有催化作用（2分）
（3） Ge＋2 H₂O₂＋2NaOH＝Na₂GeO₃＋3H₂O（3分）

试题分析：（1）比较Fe^3＋和Cu^2＋对H₂O₂分解的催化效果，即为比较过氧化氢分解的反应速率的大小，若利用甲实验，可通过观察产生气泡的快慢现象，从而定性比较得出结论。将FeCl₃改为Fe₂(SO₄)₃更为合理，其理由是可以消除阴离子不同对实验的干扰；若利用乙实验可进行定量分析，实验时均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略，实验中还需要测量的数据是产生40mL气体所需的时间。（2）在含有表面活性剂的酸性水溶液中，以碳为电极，通直流电进行电解可制取氢气和过氧化氢，氢离子得电子发生还原反应，在阴极生成氢气，水失电子发生氧化反应，过氧化氢在阳极产生。以H₂O₂和硼氢化合物NaBH₄（B的化合价为+3价）作原料的燃料电池，由题给装置图知，a极上的电极反应式：BH₄^- + 8OH^- - 8e^- = BO₂^- + 6H₂O，正极材料采用MnO₂，MnO₂除了作电极材料之外还可能具有的作用为MnO₂对电极反应可能具有催化作用。（3）锗（Ge）与碳是同主族元素，根据题给信息知，锗在有H₂O₂存在时可与NaOH 溶液反应生成锗酸盐和水，其化学方程式为Ge＋2 H₂O₂＋2NaOH＝Na₂GeO₃＋3H₂O。