题目

题型：不详难度：来源：

（12分）某研究小组为比较Al和Fe的金属性强弱，设计了图1所示的装置。

（1）甲中锥形瓶内盛放的液体是_______________________。
（2）若要比较产生气体的快慢，可以比较相同时间内产生气体的体积，也可以比较_    。
（3）为了确保“Al和Fe的金属活动性不同是导致产生气体速率不同的唯一原因”，实验时需要控制好反应条件。实验时除需保证甲中液体的体积、物质的量浓度和温度相同外，还需保证___________。
（4）某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO₄＋10FeSO₄＋8H₂SO₄===2MnSO₄＋5Fe₂(SO₄)₃＋K₂SO₄＋8H₂O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L^－1，盐桥中装有饱和K₂SO₄溶液．回答下列问题：

（注：盐桥常出现在原电池中，是由琼脂和和K₂SO₄溶液构成的，用来在两种溶液中转移电子。）
(i)发生氧化反应的烧杯是_______ (填“甲”或“乙”)．
(ii)外电路的电流方向为：从______到____．(填“a”或“b”)
(iii)电池工作时，盐桥中的SO移向______(填“甲”或“乙”)烧杯．
(iv)甲烧杯中发生的电极反应式为_________．

答案

（12分）（1）稀盐酸（或稀硫酸）（2分） （2）产生相同体积气体所需的时间（2分）
(3)金属与酸的接触面积相同（只要意思说到就给分）（2分）
（4）（i）乙（1分） （ii）a  b （2分） （iii）乙（1分）
（iv）MnO₄^－＋8H^＋＋5e－=Mn^2＋＋4H₂O（2分）

解析

试题分析：(1)应用铝或铁和氧化性酸反应得不到氢气，所以该实验中需要的酸应该是稀盐酸或稀硫酸。
（2）若要比较产生气体的快慢，可以比较相同时间内产生气体的体积。反之也可以比较产生相同体积气体所需的时间。
（3）要通过比较生成的氢气的快慢，则必须保证其它条件都是相同的，即实验时除需保证甲中液体的体积、物质的量浓度和温度相同外，还需保证金属与酸的接触面积相同。
（4）（i）根据总的反应式可知，硫酸亚铁失去电子，发生氧化反应，所以发生氧化反应的烧杯应该是乙。
（ii）原电池中负极失去电子，正极得到电子，所以根据装置可知a是正极，b是负极。则外电路的电流方向为：从a到b。
（iii）乙烧杯中亚铁离子被氧化生成铁离子，正电荷增加，所以阴离子向负极方向移动，即向乙烧杯中移动。
（iv）甲烧杯是正极，得到电子，所以发生的电极反应式为MnO₄^－＋8H^＋＋5e－=Mn^2＋＋4H₂O。
点评：在判断影响反应速率的因素时，必须是在其它条件不变的情况下进行分析。另外在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。正极得到电子，发生还原反应，据此可以进行有关的判断和计算。