Question

（12分）某研究小組為比較Al和Fe的金屬性強弱，設計了圖1所示的裝置。

（1）甲中錐形瓶內盛放的液體是_______________________。
（2）若要比較產生氣體的快慢，可以比較相同時間內產生氣體的體積，也可以比較_    。
（3）為了確�！癆l和Fe的金屬活動性不同是導致產生氣體速率不同的唯一原因”，實驗時需要控制好反應條件。實驗時除需保證甲中液體的體積、物質的量濃度和溫度相同外，還需保證___________。
（4）某興趣小組同學利用氧化還原反應：2KMnO₄＋10FeSO₄＋8H₂SO₄===2MnSO₄＋5Fe₂(SO₄)₃＋K₂SO₄＋8H₂O設計如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質的物質的量濃度均為1 mol·L^－1，鹽橋中裝有飽和K₂SO₄溶液．回答下列問題：

（注：鹽橋常出現在原電池中，是由瓊脂和和K₂SO₄溶液構成的，用來在兩種溶液中轉移電子。）
(i)發生氧化反應的燒杯是_______ (填“甲”或“乙”)．
(ii)外電路的電流方向為：從______到____．(填“a”或“b”)
(iii)電池工作時，鹽橋中的SO移向______(填“甲”或“乙”)燒杯．
(iv)甲燒杯中發生的電極反應式為_________．

Answer 1

（12分）（1）稀鹽酸（或稀硫酸）（2分） （2）產生相同體積氣體所需的時間（2分）
(3)金屬與酸的接觸面積相同（只要意思說到就給分）（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）

試題分析：(1)應用鋁或鐵和氧化性酸反應得不到氫氣，所以該實驗中需要的酸應該是稀鹽酸或稀硫酸。
（2）若要比較產生氣體的快慢，可以比較相同時間內產生氣體的體積。反之也可以比較產生相同體積氣體所需的時間。
（3）要通過比較生成的氫氣的快慢，則必須保證其它條件都是相同的，即實驗時除需保證甲中液體的體積、物質的量濃度和溫度相同外，還需保證金屬與酸的接觸面積相同。
（4）（i）根據總的反應式可知，硫酸亞鐵失去電子，發生氧化反應，所以發生氧化反應的燒杯應該是乙。
（ii）原電池中負極失去電子，正極得到電子，所以根據裝置可知a是正極，b是負極。則外電路的電流方向為：從a到b。
（iii）乙燒杯中亞鐵離子被氧化生成鐵離子，正電荷增加，所以陰離子向負極方向移動，即向乙燒杯中移動。
（iv）甲燒杯是正極，得到電子，所以發生的電極反應式為MnO₄^－＋8H^＋＋5e－=Mn^2＋＋4H₂O。
點評：在判斷影響反應速率的因素時，必須是在其它條件不變的情況下進行分析。另外在原電池中較活潑的金屬作負極，失去電子，發生氧化反應。電子經導線傳遞到正極上，所以溶液中的陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。正極得到電子，發生還原反應，據此可以進行有關的判斷和計算。