臭氧可用于净化空气 饮用水的消毒 处理工业废物和作氧化剂.（1）臭氧几乎可与除铂 金 铱 氟以外的所

臭氧可用于净化空气、饮用水的消毒、处理工业废物和作氧化剂. （1）臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如:6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s) ΔH=-235.8kJ/mol.已知2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g) ΔH=+62.2kJ/mol,则常温下反应: 2O3(g)=3O2(g)的ΔH=                      . （2）科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产生,电极反应式为3H2O-6e-=O3↑+6H+,阴极附近溶解在水中的氧气生成过氧化氢,其电极反应式为                    。 （3）O3在碱性条件下可将Na2SO4氧化成Na2S2O8。写出该反应的化学方程式为：                                     （4）所得的Na2S2O8溶液可降解有机污染物4-CP。原因是Na2S2O8溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基（SO4-·）。通过测定4-CP降解率可判断Na2S2O8溶液产生SO4-·的量。某研究小组设计实验探究了溶液酸碱性、Fe2+的浓度对产生SO4-·的影响。 ①溶液酸碱性的影响：其他条件相同，将4-CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中，结果如图a所示。由此可知：溶液酸性增强，                （填 “有利于”或“不利于”）Na2S2O8产生SO4-·。 ②Fe2+浓度的影响：相同条件下，将不同浓度的FeSO4溶液分别加入c(4-CP)=1.56×10-4 mol·L－1、c(Na2S2O8)=3.12×10-3 mol·L－1的混合溶液中。反应240 min后测得实验结果如图b所示。已知 S2O82­- + Fe2+= SO4-·+ SO42- + Fe3+。则由图示可知下列说法正确的是：_________________（填序号） A．反应开始一段时间内， 4-CP降解率随Fe2+浓度的增大而增大，其原因是Fe2+能使Na2S2O8产生更多的SO4-·。 B．Fe2+是4-CP降解反应的催化剂 C．当c(Fe2+)过大时，4-CP降解率反而下降，原因可能是Fe2+会与SO4—．发生反应，消耗部分SO4—．。 D．4-CP降解率反而下降，原因可能是生成的Fe3+水解使溶液的酸性增强，不利于降解反应的进行。 ③当c(Fe2+)＝3.2 ×10-3 mol·L－1时，4-CP降解的平均反应速率的计算表达式为               。

参考解答

413***137

2025-06-17 17:55:33



（1）-285.0KJ.mol-1（3分） （2）3O2 + 6H+ +6e- = 3H2O2（或O2 +2H+ +2e- = H2O2） （3分） （3）2Na2SO4 + O3 + H2O = Na2S2O8 + 2NaOH + O2 （3分） （4） ①有利于 （2分） ②AC（2分） ③ （3分）

试题分析:（1）根据盖斯定律，所求方程式可由3×②-1×①而得，所以ΔH='3×(+62.2kJ/mol)' -2×(-235.8kJ/mol)= -285.0KJ.mol-1 。 （2）由于电解水法制臭氧实质是电解溶解有氧气的水溶液3O2 + 3H2O = O3↑+3H2O2 ，虽然酸性条件下，但算不参加反应，所以电解过程中阳极发生的氧化反应为H2O失电子变成臭氧，而不能是OH-，阴极发生的还原反应为O2得电子变成H2O2，所以阴极电极反应式为：O2 +2H+ +2e- = H2O2 ，若要阴阳极得失电子统一，也可写成3O2 + 6H+ +6e- = 3H2O2 。 （3）O3在碱性条件下将Na2SO4氧化成Na2S2O8的反应是一个氧化还原反应，要注意的是O3的性质和O2相比，臭氧有较强的氧化性，而且不稳定，容易变成为O2，所以在该反应中，O3中O原子不是全部做氧化剂，部分化合价不变；而Na2SO4 中S由+6价→+7价，所以找出相应的氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物后，用缺项配平书写化学方程式得：2Na2SO4 + O3 + H2O = Na2S2O8 + 2NaOH + O2 。 （4）①图a中明显可以看出，随着横坐标pH的增大，4-CP降解率逐渐减小，而起到降解作用的是具有强氧化性的自由基（SO4-·），所以讲解率降低说明强氧化自由基减少，所以酸性增强才有利于Na2S2O8产生SO4-·。 ②根据图b可以看出，开始的一段时间内随着横坐标Fe2+浓度增大，4-CP降解率在增大，所以说明在这段时间内，Fe2+能使Na2S2O8产生更多的SO4-·，A正确。强氧化性自由基是通过S2O82­- + Fe2+= SO4-·+ SO42- + Fe3+反应产生的，所以Fe2+ 不是讲解反应的催化剂，B错误；因为自由基SO4-·有强氧化性，所以若Fe2+ 浓度过大，则来不及反应的Fe2+ 会被生成的自由基氧化，导致自由基减少，降解率下降，C正确，D错误；故选AC。 ③当c(Fe2+)＝3.2 ×10-3 mol·L－1时,从图像b中可以找到此时的降解率52.4%，而初始浓度为c(4-CP)=1.56×10-4 mol·L－1 ，所以在240min内的反应速率v=△C/△t=。

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