Question

（17分）H₂O₂是一種綠色氧化還原試劑，在化學(xué)研究中應(yīng)用廣泛。
（1）某小組擬在同濃度Fe³⁺的催化下，探究H₂O₂濃度對(duì)H₂O₂分解反應(yīng)速率的影響。限選試劑與儀器：30% H₂O₂、0.1mol?L^-1Fe₂(SO₄)₃、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導(dǎo)管、量筒、秒表、恒溫水浴槽、注射器
①寫出本實(shí)驗(yàn)H₂O₂分解反應(yīng)方程式并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：____________
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：在不同H₂O₂濃度下，測(cè)定  ____________________________________（要求所測(cè)得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大�。�。
③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，完成下圖的裝置示意圖。

④參照下表格式，擬定實(shí)驗(yàn)表格，完整體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案（列出所選試劑體積、需記錄的待測(cè)物理量和所擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)用字母表示）。

（2）利用圖21（a）和21（b）中的信息，按圖21（c）裝置（連能的A、B瓶中已充有NO₂氣體）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)�？捎^察到B瓶中氣體顏色比A瓶中的_________（填“深”或“淺”），其原因是______________________________________________________。

Answer 1

（1）①
②生成相同體積的氧氣所需的時(shí)間
③
④測(cè)定反應(yīng)時(shí)間

	H2O2的體積(mL)	0.1mol?L-1Fe2(SO4)3的體積（mL）	加入蒸餾水的體積（mL）	生成O2的體積(mL)	反應(yīng)時(shí)間（min）
實(shí)驗(yàn)1	b	a	c	d
實(shí)驗(yàn)2	c	a	b	d

（2）深；因?yàn)檫^氧化氫分解是放熱反應(yīng)，2NO₂(g)N₂O₄(g)也是放熱反應(yīng)，所以B瓶溫度高于A瓶，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，二氧化氮濃度增大，顏色加深。

試題分析：（1）①過氧化氫在硫酸鐵作催化劑條件下分解生成水和氧氣，過氧化氫既作氧化劑又作還原劑，化學(xué)方程式及電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目為
②反應(yīng)速率是單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)濃度的改變量，所以測(cè)定不同濃度的過氧化氫對(duì)分解速率的影響，需測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生氧氣的體積的多少，或生成相同體積的氧氣所需時(shí)間的多少；
③利用排水量氣法，收集一定體積的O₂，需要水槽、量筒、導(dǎo)氣管，量筒內(nèi)盛滿水倒扣在水槽中，裝置如圖
④

	H2O2的體積(mL)	0.1mol?L-1Fe2(SO4)3的體積（mL）	加入蒸餾水的體積（mL）	生成O2的體積(mL)	反應(yīng)時(shí)間（min）
實(shí)驗(yàn)1	b	a	c	d
實(shí)驗(yàn)2	c	a	b	d

（2）由圖a可知過氧化氫的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)，由圖b可知二氧化氮轉(zhuǎn)化為四氧化二氮的反應(yīng)也是放熱反應(yīng)，所以裝置c中，右側(cè)燒杯B瓶溫度高于左側(cè)燒杯A瓶，而溫度升高，使平衡2NO₂(g)N₂O₄(g)逆向進(jìn)行，二氧化氮濃度增大，B瓶的顏色比A瓶的顏色深。