H2O2是一种绿色氧化还原试剂,在化学研究中应用广泛.(1)某小组拟在同浓度Fe3+的催化下,探究H2O2浓度
H2O2是一种绿色氧化还原试剂,在化学研究中应用广泛.(1)某小组拟在同浓度Fe3+的催化下,探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响.限选试剂与仪器:30%H2O2...
H2O2是一种绿色氧化还原试剂,在化学研究中应用广泛.(1)某小组拟在同浓度Fe3+的催化下,探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响.限选试剂与仪器:30% H2O2、0.1mol?L-1 Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器①写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目:______②设计实验方案:在不同H2O2浓度下,测定______(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小).③设计实验装置,完成如1图所示的装置示意图.④参照下表格式,拟定实验表格,完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据;数据用字母表示).实验序号 物理量V[0.1mol?L-1 Fe2(SO4)3]/mL…1a…2a…(2)利用图2(a)和2(b)中的信息,按图2(c)装置(连能的A、B瓶中已充有NO2气体)进行实验.可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的______(填“深”或“浅”),其原因是______.
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(1)①过氧化氢在硫酸铁作催化剂条件下分解生成水与氧气,反应中过氧化氢既作氧化剂又做还原剂,标出电子转移数目及方向为:,
故答案为:;
②反应速率表示单位时间内物质的量浓度变化量,测定不同浓度的过氧化氢对反应速率的影响,需要测定相同时间内产生氧气的体积多少,或生成相同体积的氧气所需时间的多少,
故答案为:相同时间内产生氧气的体积多少,或生成相同体积的氧气所需时间的多少;
③利用排水量气法收集一定体积的氧气,用盛满水的量筒倒立于盛水的水槽中,并用导管与图1连接,装置图为:,
故答案为:;
④测定相同时间内产生氧气的体积多少,保证催化剂的浓度应相同,故加入双氧水溶液体积与水的总体积不变,通过改变二者体积,根据相同时间内生成氧气的体积说明不同H2O2浓度对反应速率影响,实验方案为:
故答案为:
;
(2)由图a可知,1mol过氧化氢总能量高于1mol水与0.5mol氧气总能量,故过氧化氢分解是放热反应,由图b可知,2mol二氧化氮的能量高于1mol四氧化二氮的能量,故二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应,所以图c中,右侧烧杯的温度高于左侧,升高温度使2NO2(红棕色)?N2O4(无色)△H<0,向逆反应方向移动,即向生成NO2移动,故B瓶颜色更深,
故答案为:深;2NO2(红棕色)?N2O4(无色),△H<0是放热反应,且双氧水的分解反应也是放热反应.当右边双氧水分解时放出的热量会使B瓶升温,使瓶中反应朝逆反应方向移动,即向生成NO2移动,故B瓶颜色更深.
故答案为:;
②反应速率表示单位时间内物质的量浓度变化量,测定不同浓度的过氧化氢对反应速率的影响,需要测定相同时间内产生氧气的体积多少,或生成相同体积的氧气所需时间的多少,
故答案为:相同时间内产生氧气的体积多少,或生成相同体积的氧气所需时间的多少;
③利用排水量气法收集一定体积的氧气,用盛满水的量筒倒立于盛水的水槽中,并用导管与图1连接,装置图为:,
故答案为:;
④测定相同时间内产生氧气的体积多少,保证催化剂的浓度应相同,故加入双氧水溶液体积与水的总体积不变,通过改变二者体积,根据相同时间内生成氧气的体积说明不同H2O2浓度对反应速率影响,实验方案为:
实验序号 | V[0.1mol?L-1 Fe2(SO4)3]/mL | V(30% H2O2)/mL | V(蒸馏水)/mL | 时间t/min | V(氧气)/mL |
1 | a | b | c | d | m |
2 | a | c | b | d | n |
实验序号 | V[0.1mol?L-1 Fe2(SO4)3]/mL | V(30% H2O2)/mL | V(蒸馏水)/mL | 时间t/min | V(氧气)/mL |
1 | a | b | c | d | m |
2 | a | c | b | d | n |
(2)由图a可知,1mol过氧化氢总能量高于1mol水与0.5mol氧气总能量,故过氧化氢分解是放热反应,由图b可知,2mol二氧化氮的能量高于1mol四氧化二氮的能量,故二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应,所以图c中,右侧烧杯的温度高于左侧,升高温度使2NO2(红棕色)?N2O4(无色)△H<0,向逆反应方向移动,即向生成NO2移动,故B瓶颜色更深,
故答案为:深;2NO2(红棕色)?N2O4(无色),△H<0是放热反应,且双氧水的分解反应也是放热反应.当右边双氧水分解时放出的热量会使B瓶升温,使瓶中反应朝逆反应方向移动,即向生成NO2移动,故B瓶颜色更深.
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