Question

【題目】能源與材料、信息一起被稱為現(xiàn)代社會發(fā)展的三大支柱。面對能源枯竭的危機，提高能源利用率和開辟新能源是解決這一問題的兩個主要方向。

(1)化學反應速率和限度與生產(chǎn)、生活密切相關，這是化學學科關注的方面之一。某同學為了探究鋅與鹽酸反應過程中的速率變化，在 400mL 稀鹽酸中加入足量的鋅粉，用排水法收集反應放出的氫氣，實驗記錄如下(累計值):

時間/min	1	2	3	4	5
氫氣體積/mL(標況)	100	240	464	576	620

①哪一段時間內(nèi)反應速率最大：____min(填“0～1”或“1～2”或“2～3”或“3～4” 或“4～5”)。

②另一學生為控制反應速率防止反應過快難以測量氫氣體積。他事先在鹽酸中加入等體積的下列溶液以減慢反應速率但不影響生成氫氣的量。你認為可行的是____(填字母序號)。

A.KCl 溶液 B.濃鹽酸 C.蒸餾水 D.CuSO4 溶液

(2)如圖為原電池裝置示意圖：

①若 A 為鋁，B 為鎂，電解質(zhì)為稀硫酸溶液，則負極材料是_______(填“鋁片”或“鎂片”)。

②若A為Cu，B 為石墨，電解質(zhì)為 FeCl3 溶液，工作時的總反應為 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。寫出銅電極的電極反應式：____；若該電池反應消耗了 0.1mol FeCl3， 則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為 _____。

Answer 1

【答案】2～3 AC 鎂片 Cu-2e-=Cu2+ 0.1NA

【解析】

(1)①反應速率越快，相同時間內(nèi)收集的氫氣越多；

②要降低反應速率，可以采用降低氫離子濃度的方法實現(xiàn)；

(2)①將鋁片和鎂片用導線相連，電解質(zhì)為稀硫酸溶液，鎂比鋁活潑，鎂作負極；

②若A為銅片，B為石墨，電解質(zhì)為FeCl3溶液，Cu失電子作負極、石墨作正極，負極上銅失電子生成銅離子、使金屬Cu的質(zhì)量減小，正極上鐵離子得電子生成亞鐵離子，結合電極反應式分析轉(zhuǎn)移電子數(shù)目。

(1)①相同條件下，反應速率越大，相同時間內(nèi)收集的氣體越多，0～1 min收集氣體100 mL、1～2 min收集氣體140 mL、2～3 min收集氣體224 mL、3～4 min收集氣體112 mL、4～5 min收集氣體44 mL，由此可見在2～3 min收集氣體體積最多，故2～3 min時間內(nèi)反應速率最大；

②A．加入KCl溶液，使溶液中c(H+)降低，反應速率降低，且氫離子總物質(zhì)的量不變，生成氫氣總量不變，A符合題意；

B．加入濃鹽酸溶液，使溶液中c(H+)增大，化學反應速率增大，且氫離子總物質(zhì)的量增加，使生成氫氣總量增大，B不符合題意；

C．加入蒸餾水，使溶液中c(H+)減小，反應速率降低，且氫離子總物質(zhì)的量不變，生成氫氣總量不變，C符合題意；

D．加入CuSO4溶液，Zn和銅離子發(fā)生置換反應生成Cu，Zn與置換產(chǎn)生的Cu及稀鹽酸構成了原電池而加快反應速率，D不符合題意；

故合理選項是AC；

(2)①若 A 為鋁，B 為鎂，電解質(zhì)為稀硫酸溶液，因鎂比鋁活潑，則負極材料是鎂片；

②若A為Cu，B 為石墨，電解質(zhì)為 FeCl3 溶液，工作時的總反應為 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，根據(jù)方程式可知，Cu為負極，Cu失電子生成銅離子，銅電極的電極反應式為Cu-2e-=Cu2+；在正極上，溶液中的Fe3+得電子生成Fe2+，則正極B的電極反應式為Fe3++e-=Fe2+，根據(jù)正極的電極反應式可知，當該電池反應消耗了 0.1mol FeCl3時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1mol，數(shù)目為0.1NA。