Question

18．某研究小组拟用定量的方法测量Al和Fe分别与酸反应的快慢，设计了如图1所示的装置．

（1）检查图1所示装置气密性的方法是用手捂住锥形瓶，观察乙中长导管内液面是否上升．
（2）若要比较产生气体的快慢，可以测量相同时间段内产生气体的体积，也可以测量产生相同体积的气体所需时间．
（3）实验测得铝丝产生气体的速率（v）与时间（t）的关系如图2所示，则t₁～t₂时间段内反应速率逐渐加快的主要原因是反应放热，溶液温度升高使反应速率加快．
（4）已知：①Fe（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=FeO（s）△H₁=-272.0kJ•mol^-1；
②2Al（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═Al₂O₃（s）△H₂=-1675.7kJ•mol^-1．
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ•mol^-1．
某同学认为，铝热反应可用于工业炼铁，你的判断是不能（填“能”或“不能”），
你的理由是成本太高，无经济利益．

Answer 1

分析 （1）检查装置气密性可以使用让装置温度升高压强增大的方法，观察气泡或液面变化；
（2）比较产生气体的快慢，可以测量相同时间段内产生气体的体积，也可以测定产生相同的氢气所需要的时间；
（3）金属与酸的反应为放热反应，温度影响化学反应速率；
（4）结合热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式，利用铝热反应大量制取金属时考虑经济效益，有没有更好的方法．

解答 解：（1）化学实验装置的气密性检验的原理是使装置内外的压强不相等，基本方法是观察气泡或液面变化，该装置利用不漏气装置内的空气受热膨胀，有空气从导管口逸出要检查装置的气密性，可以用手握住锥形瓶，使瓶内的温度升高，压强增大，若气密性良好，则会观察到乙中长导管内的液面会上升，
故答案为：用手捂住锥形瓶，观察乙中长导管内液面是否上升；
（2）比较产生气体的快慢，还可以测定产生相同的氢气所需要的时间，故答案为：产生相同体积的气体所需时间；
（3）金属与酸的反应为放热反应，温度影响反应的速率，温度越高，反应的速率越快，故答案为：反应放热，溶液温度升高使反应速率加快；
 （4）①Fe（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=FeO（s）△H=-272.0kJ•mol^-1
②2Al（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=Al₂O₃（s）△H=-1675.7kJ•mol^-1
将方程式②-①×3得2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ•mol^-1，
利用铝热反应在工业上大面积炼铁时，需要消耗冶炼成本更高的Al，冶炼Fe的成本就太高了，
故答案为：2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ•mol^-1；不能；成本太高，无经济利益．

点评 本题考查了装置气密性的检查方法、测气体的反应速率的方法，熟悉影响速率的因素，依据已有的知识进行即可解答，题目较难度中等．