Question

（12分）某研究小組為比較Al和Fe的金屬性強(qiáng)弱，設(shè)計(jì)了圖1所示的裝置。

（1）甲中錐形瓶內(nèi)盛放的液體是_______________________。
（2）若要比較產(chǎn)生氣體的快慢，可以比較相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積，也可以比較_    。
（3）為了確保“Al和Fe的金屬活動(dòng)性不同是導(dǎo)致產(chǎn)生氣體速率不同的唯一原因”，實(shí)驗(yàn)時(shí)需要控制好反應(yīng)條件。實(shí)驗(yàn)時(shí)除需保證甲中液體的體積、物質(zhì)的量濃度和溫度相同外，還需保證___________。
（4）某興趣小組同學(xué)利用氧化還原反應(yīng)：2KMnO₄＋10FeSO₄＋8H₂SO₄===2MnSO₄＋5Fe₂(SO₄)₃＋K₂SO₄＋8H₂O設(shè)計(jì)如下原電池，其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)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(xiàn)在原電池中，是由瓊脂和和K₂SO₄溶液構(gòu)成的，用來在兩種溶液中轉(zhuǎn)移電子。）
(i)發(fā)生氧化反應(yīng)的燒杯是_______ (填“甲”或“乙”)．
(ii)外電路的電流方向?yàn)椋簭腳_____到____．(填“a”或“b”)
(iii)電池工作時(shí)，鹽橋中的SO移向______(填“甲”或“乙”)燒杯．
(iv)甲燒杯中發(fā)生的電極反應(yīng)式為_________．

Answer 1

（12分）（1）稀鹽酸（或稀硫酸）（2分） （2）產(chǎn)生相同體積氣體所需的時(shí)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(yīng)用鋁或鐵和氧化性酸反應(yīng)得不到氫氣，所以該實(shí)驗(yàn)中需要的酸應(yīng)該是稀鹽酸或稀硫酸。
（2）若要比較產(chǎn)生氣體的快慢，可以比較相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積。反之也可以比較產(chǎn)生相同體積氣體所需的時(shí)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(shí)驗(yàn)時(shí)除需保證甲中液體的體積、物質(zhì)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(jù)總的反應(yīng)式可知，硫酸亞鐵失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以發(fā)生氧化反應(yīng)的燒杯應(yīng)該是乙。
（ii）原電池中負(fù)極失去電子，正極得到電子，所以根據(jù)裝置可知a是正極，b是負(fù)極。則外電路的電流方向?yàn)椋簭腶到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(fù)極方向移動(dòng)，即向乙燒杯中移動(dòng)。
（iv）甲燒杯是正極，得到電子，所以發(fā)生的電極反應(yīng)式為MnO₄^－＋8H^＋＋5e－=Mn^2＋＋4H₂O。
點(diǎn)評(píng)：在判斷影響反應(yīng)速率的因素時(shí)，必須是在其它條件不變的情況下進(jìn)行分析。另外在原電池中較活潑的金屬作負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極上，所以溶液中的陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此可以進(jìn)行有關(guān)的判斷和計(jì)算。