Question

臭氧是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等。

(1)O₃与KI溶液反应生成的两种单质是________和________(填分子式)。

(2)O₃在水中易分解，一定条件下，O₃的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。已知：O₃的起始浓度为0.0216 mol/L。

①pH增大能加速O₃分解，表明对O₃分解起催化作用的是________。

②在30℃、pH＝4.0条件下，O₃的分解速率为________mol/(L·min)。

③据表中的递变规律，推测O₃在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________(填字母代号)。

a．40℃、pH＝3.0　　　b．10℃、pH＝4.0

c．30℃、pH＝7.0

(3)O₃可由臭氧发生器(原理如图)电解稀硫酸制得。

①图中阴极为________(填“A”或“B”)，其电极反应式为_______________________。

②若C处通入O₂，则A极的电极反应式为________。

③若C处不通入O₂，D、E处分别收集到x L和y L气体(标准状况)，则E处收集的气体中O₃所占的体积分数为________(忽略O₃的分解)。

Answer

(1)I2 O2

(2)①OH－ ②1.00×10－4 ③b、a、c

(3)①A 2H＋＋2e－=H2↑

②O2＋4H＋＋4e－=2H2O ③(x－2y)/y

【解析】本题以臭氧为载体考查了化学反应速率、电化学等化学反应原理，同时考查了考生对图表的观察分析能力。

(1)臭氧具有氧化性，能与碘化钾发生氧化还原反应生成氧气、碘单质和氢氧化钾。

(2)30℃、pH＝4.0时，臭氧分解一半所用时间为108 min，反应速率v＝＝1.00×10－4mol/(L·min)；结合表中数据知反应速率在b条件下最小、c条件下最大。

(3)观察电化学装置图知，特殊惰性电极B上产生了氧气和臭氧，该极失去电子发生氧化反应作阳极，则特殊惰性电极A为阴极，得电子发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；若从C处通入氧气，氧气将参与反应，阴极生成的将是水，电极反应为O2＋4H＋＋4e－=2H2O；设y L混合气体中臭氧的体积分数为a，由电子守恒有2x＝y a×6＋y(1－a)×4，解得a＝(x－2y)/y。