Question

【題目】Ⅰ．根據反應Fe+H2SO4=FeSO4+ H2↑ 回答下列問題。

（1）在此反應中，自反應開始至2分鐘末，H2SO4濃度由1mol/L變為0.4mol/L，則H2SO4的反應速率為 。若要使該反應的反應速率加快，下列措施不可行的是 （填字母）

a、改鐵片為鐵粉 b、改稀H2SO4為98%的濃H2SO4

c、升高溫度 d、滴加少量CuSO4溶液

（2）在答題卡的坐標圖中，畫出此反應過程中體系的能量變化圖（進行必要的標注）

（3）根據此反應設計一個原電池，要求畫出裝置圖并進行必要的標注

Ⅱ．某校化學興趣小組設計了圖示實驗裝置（圖中省略了夾持儀器）來測定某鐵碳合金中鐵的質量分數。

（1）將a g鐵碳合金樣品放入裝置A中，再加入足量的濃硫酸，加熱，待A中不再逸出氣體時，停止加熱，拆下E并稱重，E增重b g。鐵碳合金中鐵的質量分數為____________(寫表達式)。

（2）反應一段時間后，從A中逸出氣體的速率仍然較快，除因溫度較高，反應放熱外，還可能的原因是 。

Answer 1

【答案】Ⅰ （1）0.3mol/(L·min) b（2）

Ⅱ （1） （11a – 3b）/ 11a （2）鐵、碳在酸溶液中形成原電池

【解析】

試題分析：Ⅰ．（1）在此反應中，自反應開始至2分鐘末，H2SO4濃度由1mol/L變為0.4mol/L，則H2SO4的反應速率為（1mol/L－0.4mol/L）÷2min＝0.3mol/(L·min)。[a、改鐵片為鐵粉，增大反應物的接觸面積，加快反應速率，a正確；b、改稀H2SO4為98%的濃H2SO4后不能產生氫氣，b錯誤；c、升高溫度加快反應速率，c正確；d、滴加少量CuSO4溶液，鐵置換出銅，構成原電池加快反應速率，d正確，答案選b。

（2）該反應是放熱反應，反應物總能量高于生成物總能量，則此反應過程中體系的能量變化圖為。

（3）在反應中鐵失去電子，則鐵是原電池的負極，正極可以是石墨或金屬性弱于鐵的金屬，例如銅，電解質是稀硫酸，示意圖為。

Ⅱ、（1）稱取ag鐵碳合金，加入過量濃硫酸，加熱待A中不再逸出氣體時，停止加熱，拆下E裝置并稱重，E增重bg，則生成二氧化碳的質量為bg，根據質量守恒定律，則ag鐵碳合金中含碳元素的質量=12b/44=3b/11g，含鐵的質量為ag-3b/11。則鐵的質量分數是（11a-3b）/11a。

（2）鐵碳在酸溶液中符合原電池的組成條件，形成原電池反應，原電池能加快化學反應速率。