高考化学一轮复习讲练 第4章 专题突破17　H2O2与O3的结构、性质和用途 (含解析)

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专题突破17　H2O2与O3的结构、性质和用途
1．过氧化氢(其水溶液俗称双氧水)
(1)过氧化氢的分子结构：过氧化氢分子中含有极性键和非极性键，其结构式为H—O—O—H，电子式为。
(2)过氧化氢的化学性质
①氧化性：过氧化氢是绿色氧化剂，具有较强的氧化性。例如：
H2O2＋2KI＋2HCl===2KCl＋I2＋2H2O
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
H2O2＋H2S===S↓＋2H2O
H2O2＋SO2===H2SO4
注意　在酸性条件下H2O2的还原产物为H2O，在中性或碱性条件下其还原产物为OH－(或氢氧化物)。
②还原性：过氧化氢遇到强氧化剂被氧化生成氧气。
例如：2KMnO4＋5H2O2＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋5O2↑＋8H2O
③不稳定性：过氧化氢在常温下缓慢分解生成氧气和水，加热或者加入催化剂(MnO2、Cu2＋、Fe3＋等)快速分解。
2H2O22H2O＋O2↑
2H2O22H2O＋O2↑
(3)过氧化氢的用途：作消毒剂、杀菌剂，作漂白剂、脱氯剂，纯H2O2还可作火箭燃料的氧化剂等。
2．氧气的同素异形体臭氧(O3)
(1)物理性质
常温常压下，臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，它的密度比氧气大，比氧气易溶于水。吸入少量臭氧对人体有益，吸入过量对人体健康有一定危害。
(2)化学性质
①不稳定性：2O33O2。
②强氧化性：Ag、Hg等金属在臭氧中可以被氧化，O3能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝，其反应的化学方程式如下：
O3＋2KI＋H2O===I2＋2KOH＋O2。
③漂白和消毒：许多染料受到臭氧的强烈氧化会褪色，臭氧还能杀死许多细菌。
(3)产生方式：3O22O3。
(4)臭氧层：能吸收来自太阳的大部分紫外线，是人类和其他生物的保护伞。氟氯烃是破坏臭氧层的“元凶”。
(5)臭氧的用途：脱色剂、消毒剂等。

1．如图为大气平流层中臭氧层被破坏的一个流程图，下列说法不正确的是(　　)

A．O3转化为O2是物理变化
B．反应①中破坏的化学键为共价键
C．反应②可表示为O3＋Cl===ClO＋O2
D．少量的Cl能破坏大量的O3
答案　A
解析　O3转化为O2是同素异形体间的转化，属于化学变化，故A错误；反应①是ClO＋O===O2＋Cl，破坏的化学键为Cl—O共价键，故B正确；结合图示分析反应②是臭氧和氯原子反应生成ClO和氧气，故C正确；分析可知氯原子会和臭氧反应破坏臭氧分子结构，氯原子在反应中作催化剂，少量的Cl能破坏大量的O3，故D正确。
2．(2019·武侯区校级模拟)向CuSO4溶液中加入H2O2溶液，很快有大量气体逸出，同时放热，一段时间后，蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O)，继续加入H2O2溶液，红色浑浊又变为蓝色溶液，这个反应可以反复多次。下列关于上述过程的说法不正确的是(　　)
A．Cu2＋是H2O2分解反应的催化剂
B．H2O2只表现了氧化性
C．H2O2的电子式为：
D．发生了反应Cu2O＋H2O2＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O
答案　B
解析　根据“蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O)”，说明铜离子被还原成＋1价，H2O2表现了还原性；继续加入H2O2溶液，红色浑浊又变为蓝色溶液，说明发生了反应Cu2O＋H2O2＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O，Cu2O中＋1价Cu被氧化成Cu2＋，H2O2又表现了氧化性，故B错误、D正确；H2O2的电子式为，故C正确。

3．H2O2是重要的化学试剂，在实验室和实际生产中应用广泛。
(1)写出H2O2的结构式：________，H2O2在MnO2催化下分解的化学方程式：________________________________________________________________________。
(2)①我们知道，稀硫酸不与铜反应，但在稀硫酸中加入H2O2后，则可使铜顺利溶解，写出该反应的离子方程式：______________________________________________________。
②在“海带提碘”的实验中，利用酸性H2O2得到碘单质的离子方程式是__________________________________________________________________________。
③你认为H2O2被称为绿色氧化剂的主要原因是_________________________________
__________________________________________________________________________。
(3)H2O2还有一定的还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色。
①写出反应的离子方程式：__________________________________________________。
②实验室常用酸性KMnO4标准液测定溶液中H2O2的浓度，酸性KMnO4溶液应盛放在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中，判断到达滴定终点的现象是_______________
________________________________________________________________________。
(4)H2O2是一种二元弱酸，写出其第一步电离的方程式：
________________________________________________________________________，
它与过量的Ba(OH)2反应的化学方程式为____________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)H—O—O—H　2H2O22H2O＋O2↑
(2)①H2O2＋Cu＋2H＋===Cu2＋＋2H2O　②H2O2＋2I－＋2H＋===2H2O＋I2　③还原产物为水，对环境无污染
(3)①5H2O2＋2MnO＋6H＋===5O2↑＋2Mn2＋＋8H2O
②酸式　滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后变浅紫色，30 s 内不褪色
(4)H2O2H＋＋HO　H2O2＋Ba(OH)2===BaO2＋2H2O