高考化学有关H2O2试题的分类归纳与解析

有关H2O2试题的分类归纳与解析H2O2是一种无色粘稠液体，它的水溶液俗称双氧水，呈弱酸性，H2O2还具有不稳定性、氧化性、还原性，H2O2用途丰富，常作氧化剂、漂白剂、消毒剂、火箭燃料等。所以，在中学阶段涉及到H2O2可以从不同角度出题，题型较多，现归纳如下，以供参考。一、考查不稳定性例1．H2O2的沸点比水高，但受热易分解。某试剂厂先制得7%～8%的H2O2溶液，再浓缩成30%溶液时，可采用的适宜方法是（）A．常压蒸馏B．减压蒸馏C．加生石灰常压蒸馏D．加压蒸馏解析：从混合物中分离出受热易分解或变质的液体物质，一般采用减压蒸馏或减压分馏。液态物质的沸点与压强有关，减少压强能降低其沸点，这样能在较低的温度下使H2O2蒸发而不分解。答案：B。例2．下列物质不能用来制备O2的是（）A．KClO3B．H2OC．H2O2D．HNO3解析：KClO3可以在MnO2作催化剂时加热分解；H2O可以电解得到O2；H2O2可以在MnO2催化下快速分解得O2，除了MnO2还有CuO、Cr2O3等金属氧化物或碱性溶液等均能使H2O2快速分解；HNO3分解得混合气体。答案：D。二、考查弱酸性例3．已知：经测定H2O2为二元弱酸，其酸性比碳酸弱，它不稳定，易分解成H2O和O2。若向Na2O2中通入干燥的CO2气体，Na2O2与CO2不反应。（1）写出H2O2在其水溶液中的电离方程式：。（2）在一定的条件下，请写出H2O2和Ba(OH)2反应生成正盐的的化学方程式：。（3）用化学方程式表示Na2O2和潮湿的CO2气体反应的过程：。解析：(1)H2O2≒H++HO2-,HO2-≒H++O22-注意：二元弱酸的电离要分步来写，且多元弱酸的第一步电离为主，可以只写第一步的电离方程式也对。如果是纯H2O2液体，同H2O一样能发生自偶电离：2H2O2≒H3O2++HO2-。（2）H2O2+Ba(OH)2=BaO2+2H2O（3）根据H2O2酸性比碳酸弱，可认为碳酸与Na2O2先生成H2O2：Na2O2+CO2+H2O=Na2CO3+H2O2，再分解：2H2O2=2H2O+O2↑三、考查还原性例4．H2O2有还原性可以与硫酸酸化的KMnO4反应。若H2O2中的氧原子为示踪原子（18O），当反应完成后，含有示踪原子的物质是（）A．O2B．H2OC．MnSO4D．K2SO4解析：H2O2既有氧化性又有还原性，当遇到强氧化性物质时只表现为还原性，其–1价O全部被氧化为0价O。所以，该反应产物中含18O的只有O2。答案：A。例5．某一反应体系有反应物与生成物共五种物质：O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2。已知该反应中H2O2只发生如下过程：H2O2→O2。（1）该反应中的还原剂是。还原反应过程是。（2）如反应转移了0.3mol电子，则产生的气体在标况下的体积为。解析：（1）从化合价分析，还原剂只有H2O2，发生的还原反应过程是：H2CrO4→Cr(OH)3（2）因反应中H2O2只作还原剂，当有1molO2生成时，电子转移为2mol，所以0.3mol电子转移会产生0.15molO2，即3.36L。四、考查氧化性（漂白性）例6．在酸性条件下，许多氧化剂可使KI溶液中的I-氧化，例如KIO3(IO3-→I2)、H2O2(H2O2→H2O)、FeCl3(Fe3+→Fe2+)、K2Cr2O7(Cr2O72-→Cr3+)。填空：在酸性条件下（足量），各取1L浓度为1mol/L的KI溶液分别与上述四种溶液进行完全反应，则需溶质的物质的量之比为n(KIO3):n(H2O2):n(FeCl3):n(K2Cr2O7)=。解析：当H2O2遇到还原性物质时表现出氧化性，-1价氧全部变为-2价氧，1molH2O2转化为2molH2O，电子转移为2mol。同理：1molIO3-转化为0.5molI2，电子转移为5mol；1molFe3+转化为1molFe2+，电子转移为1mol；1molCr2O72-转化为2molCr3+，电子转移为6mol。氧化等物质的量的I-，即电子转移的物质的量相同，所以，5n(KIO3)=2n(H2O2)=n(FeCl3)=6n(K2Cr2O7)，即n(KIO3):n(H2O2):n(FeCl3):n(K2Cr2O7)=6:15:30:5。例7．H2O2溶液滴加了一种含酚酞的NaOH溶液，溶液中红色消失。关于褪色原因：甲同学认为H2O2是二元弱酸，消耗了OH-使红色消失；乙同学认为H2O2具有漂白性使溶液褪色。请设计一个很简单的方案来判断甲乙两位同学的说法是否正确。解析：若甲同学正确，向红色消失的溶液中继续滴入NaOH溶液，则溶液会又变红。若不变红，则说明不是因为酸碱中和反应使红色消失的，而在于因为H2O2的漂白性使溶液褪色，因为H2O2的漂白原理就是将有机色质氧化为无色物质，不可复原。答案：向褪色后的溶液中加入NaOH溶液，若变红，甲正确；若不变红，乙正确。五、考查用途例8.久置的油画，白色部位（PbSO4）常会变黑（PbO），用双氧水抹擦后又可恢复原貌，有关方程式为。此时双氧水表现出。答案：在此过程中H2O2表现出强氧化性，发生反应PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O。例9.为了使鱼苗顺利运输，必须满足三个条件：①保持适量氧气②使鱼苗呼出的二氧化碳及时排出③防止细菌大量繁殖。在长距离运输鱼苗时，最好加入下列哪种物质（）A.Na2O2B.氯水C.CaO2D.H2O2答案：C。六、考查反应过程探究例10．有一位同学查阅相关资料得知：Na2O2与H2O反应可生成H2O2。试设计一个简单的实验证明Na2O2与足量H2O充分反应后的溶液中有H2O2存在。可选试剂：Na2SO3、Na2S、FeSO4。解析：假设反应后的溶液中有H2O2，H2O2有强氧化性，加入Na2S，溶液中会有浅黄色沉淀（S）生成。反之，则证明H2O2不存在。若加入Na2SO3，被氧化为Na2SO4，无明显现象，不能判断；若加入FeSO4，因为溶液为碱液，将发生Fe2+→Fe(OH)2→Fe(OH)3的转化过程，有特殊的实验现象，但是空气中的O2也能产生此转化过程，会干扰对溶液中H2O2的检验。例11．（1）已知下列反应在一定的条件下可以发生：H2O2+2Fe2++H+=2Fe3++2H2OH2O2+2Fe3++H+=2Fe2++2H++O2↑在以上反应中Fe2+实际起着作用，总反应式为。（2）I2也与Fe2+一样发生上述类似反应，类比（1）在下面填上合适的化学方程式：H2O2+I2=2HIO，；总反应式为。（3）在H2SO4与KI的混合液中加入足量的，放出大量的无色气体，溶液呈棕色，并可以使淀粉变蓝。有学生认为该反应的离子方程式为：H2O2+2I-=I2+2H++O2↑这个方程式正确吗？。若正确，理由是（若认为不正确，则不必作答）。并写出正确的反应方程式：。解析：这是一个有关H2O2参与反应过程的探究性问题。从（1）中两个反应方程式可知H2O2分别作氧化剂和还原剂，合并，可得总反应方程式：2H2O2===2H2O+O2↑。虽然Fe2+参与了反应，但在反应后Fe2+并未消耗，起着催化剂作用。（2）中I2也起催化剂作用，所以生成的HIO接着与H2O2反应生成I2，方程式为：H2O2+2HIO=I2+2H2O+O2↑，H2O2则转化为O2。合并后可得总反应方程式：2H2O2===2H2O+O2↑。（3）中反应方程式不正Fe2+I2确，因为在反应中O、I化合价均升高，没有化合价降低的元素。正确的方程式是：H2O2+2I-+2H+=2H2O+2I2，2H2O2===2H2O+O2↑。七、考查新信息综合应用例12．科学家对Na2O2结构的认识经历了漫长的过程，最初，科学家提出两种观点：其中①式中氧氧健为配位键，即共用电子对由某原子单方面提供（在化学反应中氧氧键遇到还原剂时易断裂）。化学家Baeyer和Villiyer为研究H2O2的结构，设计并完成了下列实验：a.用(C2H5)2SO4与H2O2反应，生成有机物A和H2SO4。b.将生成的A与H2反应（已知该反应中H2作还原剂）。⑴如果H2O2的结构如①所示，实验b中化学反应方程式为：；假如H2O2的结构如②所示，则实验b中化学反应方程式为：。⑵为了进一步确定H2O2的结构，还需在实验b后添加一步实验c，请设计c的实验方案。解析：首先考虑a中发生的反应，(C2H5)2SO4+H2O2=A+H2SO4，根据复分解反应的特点，可推知A的结构为：（如果H2O2的结构如①所示）；（如果H2O2的结构如②所示）；已知在b反应中H2作还原剂，根据题目所给新信息：在化学反应中氧氧键遇到还原剂时易断裂。可得（1）中所求两个反应方程式分别为：为了进一步确定H2O2的结构是①还是②，可根据（1）中两反应产物的不同来验证，例如：往（1）中反应后的溶液中加入无水CuSO4，若变蓝，则证明H2O2的结构为①式，否则为②式。这是一个关于H2O2结构的推测、验证的新信息探究题。题目充分体现出化学问题探究的一般过程，培养了学生科学的探究方法，锻炼了学生探究能力。