化学自习室移动版

过氧化氢H₂O₂能以任意比与水混合，其分子间因具有较强氢键，故在液态、固态中存在缔合分子而使之具有较高的熔点(272K)和沸点(423K)，其化学性质可归纳为:氧化性、还原性、弱酸性和不稳定性.

过氧化氢溶液，俗称双氧水，为无色无味的液体，它的性质比较复杂，在习题中主要表现它的不稳定性、酸性、氧化性和还原性，学生掌握起来比较困难，现总结如下：

H₂O₂中O呈－1价，属于0价和－2价之间的中间价态，H₂O₂表现为既有氧化性又有还原性，遇到强氧化剂时呈现还原性，遇到强还原剂时呈现氧化性，并以氧化性为主。

(1)氧化性：H₂O₂做氧化剂时，其还原产物为H₂O，不会引入新的杂质，这是H₂O₂被称为环保型氧化剂的原因。如：H₂O₂＋SO₂=H₂SO_4；2FeSO₄+ H₂O₂＋H₂SO₄=Fe₂(SO₄)₃＋2H₂O

【例1】使用假冒伪劣化妆品，脸上有时会出现一些黑色斑点。这主要是伪劣化妆品里含有铅白2PbCO₃·Pb(OH)₂与皮肤中的硫化物产生黑色硫化铅的缘故。除去这种黑色斑点的主要方法是选用合宜的氧化剂将其氧化为难溶于水和酸的白色化合物。

供选择的氧化剂有：①漂白粉 ②高锰酸钾 ③H₂O₂(双氧水)，试回答：

(1)应选用何种氧化剂去掉PbS，是       。

(2)去掉PbS时可能的化学方程式是         。

解析：首先看清题意是将黑色的硫化铅氧化为难溶于水和酸的白色化合物。铅盐中PbSO₃为白色但溶于酸，PbSO₄是不溶于水和酸的白色化合物。由此可知PbS中的S^2-氧化成SO₄^2－在这个过程中显然要有氧。再从几种供选用的氧化剂考虑，不应该在脸上使用漂白粉，因为它会腐蚀皮肤。若用消毒剂KMnO₄虽然能使PbS氧化，但人的皮肤近中性，KMnO₄的还原产物不是Mn²⁺盐而是MnO₂，MnO₂显黑褐色比PbS更难消除，显然也不行。而H₂O₂的还原产物是H₂O，是合理的选择。

答案：(1)选用适宜浓度的H₂O₂溶液。H₂O₂把PbS氧化成PbSO₄而不留下其他难以消除的固体，也不会对人体产生危害。

(2)PbS ＋ 4H₂O₂ == PbSO₄ ＋ 4H₂O

(2)还原性：H₂O₂做还原剂时，其氧化产物为O₂ ，如：2KMnO₄＋5H₂O₂＋3H₂SO₄=2MnsO₄＋K₂SO₄＋5O₂↑＋8H₂O

【例2】把双氧水加入酸化的KMnO₄溶液中，溶液的紫红色消失，此时双氧水表现出性，反应的离子方程式为

解析：双氧水加入酸化的KMnO₄溶液中，溶液的紫红色消失，此时双氧水表现出还原性，反应的离子方程式为2MnO₄^－ ＋6H⁺ ＋5H₂O₂ =2Mn²⁺ ＋5O₂↑＋8H₂O

答案：还原性，2MnO₄^－ ＋6H⁺ ＋5H₂O₂ =2Mn²⁺ ＋5O₂↑＋8H₂O

(3)不稳定性：在常温下，它的分解缓慢，90％的H₂O₂溶液在323K下每小时只分解0.001％，但若溶液中存在Fe²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Cr³⁺、CO²⁺等杂质，则能加快其分解，波长为320－380nm的光也能大大加快H₂O₂的分解，因此，H₂O₂溶液应保存在避光的棕色瓶中并置放于阴凉处。

2H₂O₂ = 2H₂O ＋O₂↑

实验室常用此反应制取氧气。

【例3】下列反应适用于实验室制备氧气的是( )

①高锰酸钾热分解 2KMnO₄=K₂MnO₄＋MnO₂＋O₂↑

②硝酸铵热分解 NH₄NO₃=4H₂O＋2N₂↑＋O₂↑

③过氧化氢分解 2H₂O₂=2H₂O＋O₂↑　　　　

④二氧化氮的分解 2NO₂=2NO＋O₂↑

A.只有① B.①和② C.①和③ D.①③④

答案: C

(4)弱酸性：过氧化氢呈弱酸性，相当于二元弱酸，电离方程式：H₂O₂H⁺ ＋ HO₂^－， HO₂^-H⁺ ＋ O₂^2－，在298K时，它的第一级电离常数K₁=1.55×10^－12 其K₂很小，约为10^－25，H₂O₂是一种弱酸。

【例4】双氧水(H₂O₂)和水都是极弱电解质，但H₂O₂比H₂O更显酸性。

①若把H₂O₂看成是二元弱酸，请写出它在水中的电离方程式：

②鉴于H₂O₂显弱酸性，它能同强碱作用形成正盐，在一定条件下也可形成酸式盐。请写出H₂O₂与Ba(OH)₂作用形成正盐的化学方程式：

③水电离生成H₃O⁺和OH^-叫做水的自偶电离。同水一样，H₂O₂也有极弱的自偶电离，其自偶电离的方程式为：

解析：①多元弱酸分步电离，酸分子中的氢原子分步被以氢离子的形式电离出来。

H₂O₂H⁺ ＋ Ho₂^－， HO₂^-H⁺ ＋ O₂^2－；

从电离的结果来看，H₂O₂被看成是二元弱酸时，有酸式酸根离子HO₂^－和酸根离子O₂^2－。

②H₂O₂被看成是二元弱酸时，酸根离子为O₂^2－，与Ba(OH)₂作用形成正盐的化学式为BaO₂ 。H₂O₂与Ba(OH)₂作用形成正盐的化学方程式：H₂O₂ ＋Ba(OH)₂ =BaO₂ ＋2H₂O 。

③水电离生成H₃O⁺和OH^-叫做水的自偶电离，电离方程式为：H₂O ＋ H₂OH₃O⁺ ＋ OH^- ，书写该电离方程式时的关键是其中一个水分子与水电离出来的氢离子结合成水合氢离子。同水一样，H₂O₂也有极弱的自偶电离，电离书写式的关键是其中一个双氧水分子与双氧水电离出来的一个氢离子结合成双氧水合氢离子：H₂O₂ ＋ H₂O₂H₃O₂⁺＋ HO₂^－。

答案：①H₂O₂H⁺ ＋ HO₂^－， HO₂^-H⁺ ＋O₂^2－

②H₂O₂ ＋Ba(OH)₂ = BaO₂ ＋2 H₂O

③H₂O₂ ＋ H₂O₂H₃O₂⁺＋ HO₂^－

【例5】将H₂O₂溶液滴入含有酚酞的NaOH溶液中，红色消失。甲同学认为这是由于H₂O₂是二元弱酸(H₂O₂H⁺＋ HO₂^－)，消耗了OH^-，而是红色褪去。乙同学认为H₂O₂具有了强氧化性，将酚酞氧化，红色消失。试设计一个试验论证甲乙两位同学的解释中谁正确。

答案：将上述溶液(红色消失后的溶液)取少量加入一支洁净的试管中，在试管中滴入氢氧化钠溶液，如果再出现红色，则为H₂O₂酸性所致，甲同学的见解正确；如果不再出现红色，则为酚酞被H₂O₂氧化所致，乙同学的见解正确。

通过上述对过氧化氢性质的分析，及时巩固所学知识，加深对概念原理的理解，提高分析问题和解决问题的能力，对练习的正确处理是强化学生学习薄弱的环节、清晰模糊的概念、纠正错误的知识点的主要途径，是培养学生迁移发散等综合能力的有效方法。