Question

17．過氧化氫的水溶液俗稱雙氧水，它的用途很廣，常用于消毒、殺菌、漂白等．試回答下列問題：
（1）過氧化氫屬于極性（極性/非極性）分子．
（2）Na₂O₂，K₂O₂以及BaO₂都可與酸作用生成過氧化氫，目前實驗室制取過氧化氫溶液可取上述某種過氧化物與適量稀硫酸作用，然后經過濾操作即可制得，則上述最適合的過氧化物是BaO₂．
（3）幾乎所有古代藝術家的油畫都是以鉛白2PbCO₃•Pb（OH）₂為底色，但若空氣中含H₂S氣體，鉛白就會變黑，可以用H₂O₂將黑色物氧化成顏色相近的PbSO₄而修復，寫出鉛白在空氣中變黑的化學方程式：2PbCO₃•Pb（OH）₂+3H₂S=3PbS+2CO₂+4H₂O．
（4）甲酸鈣[Ca（HCOO）₂]廣泛用于食品工業生產上，實驗室制取甲酸鈣的方法之一是將氫氧化鈣和甲醛溶液依次加入到質量分數為30%-70%的過氧化氫溶液中，①則該反應的化學方程式為Ca（OH）₂+2HCHO+H₂O₂=Ca（HCOO）₂+2H₂O+H₂↑，②過氧化氫比理論用量稍多，其目的是使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和產品純度． ③反應溫度最好控制在30-70℃，溫度不易過高，其主要原因是防止H₂O₂分解和甲醛揮發．
（5）圖2是硼氫化鈉（NaBH₄）一過氧化氫燃料電池示意圖，該電池負極的電極反應方程式為BH₄^--8e^-+8OH^-=BO₂^-+6H₂O．
（6）過氧化氫與碳酸鈉的加合物 Na₂CO₃•xH₂O₂比較穩定，方便儲存，可用于消毒、漂白，現稱取100g Na₂CO₃•xH₂O₂晶體加熱，實驗結果如圖1所示，則該晶體的組成為Na₂CO₃•1.5H₂O₂．

Answer 1

分析 （1）根據雙氧水的結構可知，雙氧水中每個氧原子有2對孤電子對，據此判斷分子極性；
（2）根據題目信息，實驗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，說明生成了沉淀；
（3）鉛白2PbCO₃•Pb（OH）₂與H₂S氣體反應生成黑色的硫化鉛，根據元素守恒可寫出化學方程式；
（4）實驗室制取甲酸鈣的方法之一是將氫氧化鈣和甲醛溶液依次加入到質量分數為30%-70%的過氧化氫溶液中，Ca（OH）₂+2HCHO+H₂O₂=Ca（HCOO）₂+2H₂O+H₂↑，化學反應中一種反應物過量目的是促進其他反應物充分反應，提高轉化率；溫度較高時，雙氧水易分解，甲醛易揮發；
（5）如圖負極是BH₄^-流向的一極，同時生成BO₂^-，發生氧化反應反應，注意是堿性介質；
（6）根據化學方程式中固體質量差量法來計算x的值，確定化學式．

解答 解：（1）根據雙氧水的結構可知，雙氧水中每個氧原子有2對孤電子對，雙氧水分子中電荷分布不均勻，是極性分子；
故答案為：極性；
（2）實驗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，說明生成了硫酸鋇沉淀，所以選用BaO₂；
故答案為：過濾；BaO₂；
（3）鉛白2PbCO₃•Pb（OH）₂與H₂S氣體反應生成黑色的硫化鉛，反應的化學方程式為2PbCO₃•Pb（OH）₂+3H₂S=3PbS+2CO₂+4H₂O，
故答案為：2PbCO₃•Pb（OH）₂+3H₂S=3PbS+2CO₂+4H₂O；
（4）實驗室制取甲酸鈣的方法之一是將氫氧化鈣和甲醛溶液依次加入到質量分數為30%-70%的過氧化氫溶液中，Ca（OH）₂+2HCHO+H₂O₂=Ca（HCOO）₂+2H₂O+H₂↑，化學反應中一種反應物過量目的是促進其他反應物充分反應，提高轉化率，則加過量的過氧化氫能使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和產品純度；溫度較高時，雙氧水易分解，甲醛易揮發，則反應溫度最好控制在30-70℃之間，溫度不易過高，能防止H₂O₂分解和甲醛揮發；
故答案為：Ca（OH）₂+2HCHO+H₂O₂=Ca（HCOO）₂+2H₂O+H₂↑；使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和產品純度；防止H₂O₂分解和甲醛揮發；
（5）如圖負極是BH₄^-流向的一極，同時生成BO₂^-，發生氧化反應反應，電極反應式為BH₄^--8e^-+8OH^-=BO₂^-+6H₂O，
故答案為：BH₄^--8e^-+8OH^-=BO₂^-+6H₂O；
（6）2Na₂CO₃•xH₂O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Na₂CO₃+xO₂↑+2xH₂O，根據溫度和殘留固體的相對質量分數示意圖，當溫度為148℃時，所的固體只有碳酸鈉，質量分數為67.6%，所以固體質量減少的百分數為$\frac{68x}{212+68x}$×100%=1-67.6%，解得x=1.5，化學式為：Na₂CO₃•1.5H₂O₂，
故答案為：Na₂CO₃•1.5H₂O₂．

點評 本題考查了氧化還原反應的產物判斷，原電池反應的電極反應書寫，物質性質的理解應用，物質測定的實驗探究過程和計算應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．