Question

12．過氧化氫是用途很廣的綠色氧化劑，它的水溶液俗稱雙氧水，常用于消毒、殺菌、漂白等．試回答下列問題：
（1）請寫出H₂O₂的電子式．
（2）經測定H₂O₂為二元弱酸，酸性比碳酸還弱，不穩定易分解．又已知Na₂O₂中通入干燥的CO₂不反應，但通入潮濕的CO₂卻可以產生O₂，試用化學方程式表示這一過程Na₂O₂+H₂CO₃=H₂O₂+2Na₂CO₃、2H₂O₂=2H₂O+O₂↑；．
（3）用 H₂O₂和H₂SO₄混合溶液可溶解印刷電路板中的金屬銅．
①請寫出銅溶解的離子方程式Cu+2H⁺+H₂O₂═Cu²⁺+2H₂O．
②在提純后的CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加熱，生成CuCl沉淀，該反應中氧化產物和還原產物物質的量之比為1：2．
③CuCl是應用廣泛的有機合成催化劑，也可采取銅粉還原CuSO₄溶液制取，流程如下：

已知：CuCl難溶于水和乙醇，在水溶液中存在平衡：
CuCl（白色）+2Cl^-?[CuCl₃]^2-（無色溶液）．
a、①中，“加熱”的目的是加快反應的速率，當觀察到溶液由藍色變為無色，現象，即表明反應已經完全．
b、潮濕的CuCl在空氣中易發生水解和氧化．上述流程中，為防止水解和氧化所添加的試劑或采取的操作是濃鹽酸、95%乙醇、真空干燥．

Answer 1

分析 （1）H₂O₂的結構式為H-O-O-H，存在兩對共用電子對；
（2）①通入潮濕的CO₂卻可以產生O₂，與碳酸反應生成過氧化氫，然后分解生成氧氣；
（3）①Cu失去電子，被過氧化氫氧化；
②CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加熱，生成CuCl沉淀，Cu元素的化合價降低，則S元素的化合價升高；
③CuSO₄溶液與NaCl、Cu粉、鹽酸在加熱條件反應得到[CuCl₃]^2-，過濾分離出未反應的Cu，濾液中含有CuCl₃]^2-，在水溶液中存在平衡：CuCl（白色）+2Cl^-?[CuCl₃]^2-（無色溶液），加入水進行稀釋，有利于CuCl沉淀的生成，再經過過濾分離，洗滌干燥得到CuCl．
a、加熱可以加快反應速率，由于硫酸銅溶液為藍色，而[CuCl₃]^2-為無色溶液，根據溶液顏色變化判斷反應已經完全；
b、潮濕的CuCl在空氣中易發生水解和氧化，開始加入的濃鹽酸及用酒精洗滌均可以抑制水解，在真空中干燥，不能與空氣接觸．

解答 解：（1）H₂O₂的結構式為H-O-O-H，存在兩對共用電子對，其電子式為，
故答案為：；
（2）通入潮濕的CO₂卻可以產生O₂，與碳酸反應生成過氧化氫，然后分解生成氧氣，發生反應為Na₂O₂+H₂CO₃=H₂O₂+2Na₂CO₃、2H₂O₂=2H₂O+O₂↑，
故答案為：Na₂O₂+H₂CO₃=H₂O₂+2Na₂CO₃、2H₂O₂=2H₂O+O₂↑；
（3）①Cu失去電子，被過氧化氫氧化，Cu溶解的離子反應為Cu+2H⁺+H₂O₂═Cu²⁺+2H₂O，故答案為：Cu+2H⁺+H₂O₂═Cu²⁺+2H₂O；
②CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液，加熱，生成CuCl沉淀，Cu元素的化合價降低，則S元素的化合價升高，發生2Cu²⁺+2Cl^-+SO₃^2-+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+SO₄^2-+2H⁺可知，該反應中氧化產物和還原產物物質的量之比為1：2，
故答案為：1：2；
 ③a升高溫度，反應速率加快，①中“加熱”的目的是：加快反應的速率，由于硫酸銅溶液為藍色，而[CuCl₃]^2-為無色溶液，當觀察到溶液由藍色變為無色現象，即表明反應已經完全，
故答案為：加快反應的速率； 溶液由藍色變為無色；
b潮濕的CuCl在空氣中易發生水解和氧化，開始加入的濃鹽酸及用酒精洗滌均可以抑制水解，在真空中干燥，不能與空氣接觸，防止氧化，
故答案為：濃鹽酸、95%乙醇、真空干燥．

點評 本題考查化學用語、氧化還原反應計算、工藝流程的理解、對操作與試劑的分析評價等，為高頻考點，把握反應中元素的化合價變化及工藝流程原理為解答關鍵，側重分析與應用能力的考查，綜合性較強，題目難度中等．