Question

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

(1)化學(xué)反應(yīng)速率和限度與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，這是化學(xué)學(xué)科關(guān)注的方面之一。某同學(xué)為了探究鋅與鹽酸反應(yīng)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(yīng)放出的氫氣，實(shí)驗(yàn)記錄如下(累計(jì)值):

時(shí)間/min	1	2	3	4	5
氫氣體積/mL(標(biāo)況)	100	240	464	576	620

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

②另一學(xué)生為控制反應(yīng)速率防止反應(yīng)過快難以測(cè)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(yīng)速率但不影響生成氫氣的量。你認(rèn)為可行的是____(填字母序號(hào))。

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(fù)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(shí)的總反應(yīng)為 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。寫出銅電極的電極反應(yīng)式：____；若該電池反應(yīng)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(yīng)速率越快，相同時(shí)間內(nèi)收集的氫氣越多；

②要降低反應(yīng)速率，可以采用降低氫離子濃度的方法實(shí)現(xiàn)；

(2)①將鋁片和鎂片用導(dǎo)線相連，電解質(zhì)為稀硫酸溶液，鎂比鋁活潑，鎂作負(fù)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(fù)極、石墨作正極，負(fù)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(jié)合電極反應(yīng)式分析轉(zhuǎn)移電子數(shù)目。

(1)①相同條件下，反應(yīng)速率越大，相同時(shí)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(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率最大；

②A．加入KCl溶液，使溶液中c(H+)降低，反應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(yīng)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(yīng)生成Cu，Zn與置換產(chǎn)生的Cu及稀鹽酸構(gòu)成了原電池而加快反應(yīng)速率，D不符合題意；

故合理選項(xiàng)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(fù)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(shí)的總反應(yīng)為 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，根據(jù)方程式可知，Cu為負(fù)極，Cu失電子生成銅離子，銅電極的電極反應(yīng)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(yīng)式為Fe3++e-=Fe2+，根據(jù)正極的電極反應(yīng)式可知，當(dāng)該電池反應(yīng)消耗了 0.1mol FeCl3時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1mol，數(shù)目為0.1NA。