题目内容

【题目】反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2的能量变化趋势如下图所示:

(1)该反应为_______反应(吸热放热”)

(2)若要使该反应的反应速率加快,下列措施可行的是_______(填字母)

A.改铁片为铁粉 B.改稀硫酸为98%的浓硫酸  C.升高温度  D.减小压强

(3)若将上述反应设计成原电池,铜为原电池某一极材料,则铜为_________(”)。铜片上产生的现象为_________,外电路中电子由________电极(“Fe”“Cu”,下同),向________电极移动。

(4)若依据氧化还原反应:Cu2++Fe=Cu+Fe2+设计的原电池如下图所示,请回答下列问题:

电极X的材料是________,电解质溶液Y_________X电极上发生的电极反应式为_________

【答案】放热 AC 产生无色气泡 Fe Cu Fe CuSO4 CuCl2Cu(NO3)2 Fe-2e-=Fe2+

【解析】

(1)图中反应物总能量大于生成物总能量,则金属与酸的反应为放热反应;

(2)增大接触面积、增大反应物浓度、升高温度均可加快反应速率;

(3)Fe失去电子作负极,则Cu为正极,电子由负极流向正极;

(4) Fe失去电子被氧化,作原电池的负极,Cu2+得到电子发生还原反应,则含有Cu2+的溶液为电解质溶液,以此来解答。

(1)图中显示反应物总能量大于生成物总能量,因此该反应为放热反应;

(2)A.将改铁片为铁粉,增大了Fe与硫酸的接触面积,反应速率增大,A符合题意;

B.改稀硫酸为98%的浓硫酸,浓硫酸具有强氧化性,在室温下遇Fe发生钝化,阻止反应的进一步发生,且不生成氢气,B不符合题意;

C.升高温度,物质内能增加,有效碰撞次数增加,反应速率加快,C符合题意;

D.反应混合物中无气体物质,减小压强,对化学反应速率无影响,D不符合题意;

故合理选项是AC

(3)由于Fe的活动性比Cu强,Fe失去电子被氧化,作原电池的负极,Cu为原电池的正极,则Cu片上溶液中的H+得到电子变为H2,电极反应式为2H++2e-=H2,因此Cu片上的现象产生无色气泡;外电路中电子由负极Fe向正极Cu移动;

(4)在反应:Cu2++Fe=Cu+Fe2+中,Fe失去电子,被氧化,Fe为原电池的负极,所以X应该是Fe电极,X电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+Cu2+得到电子,发生还原反应,因此电解质溶液Y应该是含有Cu2+的盐溶液,可以是CuSO4 CuCl2Cu(NO3)2等。

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