Question

【題目】能源與材料、信息一起被稱為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的三大支柱。面對(duì)能源枯竭的危機(jī)，提高能源利用率和開辟新能源是解決這一問題的兩個(gè)主要方向。

(1)化學(xué)反應(yīng)速率和限度與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，這是化學(xué)學(xué)科關(guān)注的方面之一。某學(xué)生為了探究鋅與鹽酸反應(yīng)過程中的速率變化，在400 mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉，用排水法收集反應(yīng)放出的氫氣，實(shí)驗(yàn)記錄如下(累計(jì)值)：

時(shí)間	1	2	3	4	5
氫氣體積/mL(標(biāo)況)	100	240	464	576	620

①哪一段時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率最大：______ min(填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”)。

②另一學(xué)生為控制反應(yīng)速率防止反應(yīng)過快難以測(cè)量氫氣體積。他事先在鹽酸中加入等體積的下列溶液以減慢反應(yīng)速率但不影響生成氫氣的量。你認(rèn)為可行的是______ (填字母序號(hào))。

A．KCl溶液 B．濃鹽酸 C．蒸餾水 D．CuSO4溶液

(2)如圖為原電池裝置示意圖。

①將鋁片和銅片用導(dǎo)線相連，一組插入濃硝酸中，一組插入燒堿溶液中，分別形成了原電池，在這兩個(gè)原電池中，作負(fù)極的分別是_______（填字母）。

A．鋁片、銅片 B．銅片、鋁片

C．鋁片、鋁片 D．銅片、銅片

寫出插入濃硝酸溶液中形成的原電池的正極反應(yīng)式：_______。

②若A為Cu，B為石墨，電解質(zhì)為FeCl3溶液，工作時(shí)的總反應(yīng)為2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。寫出B電極反應(yīng)式：______；該電池在工作時(shí)，A電極的質(zhì)量將______（填“增加”、“減小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】2～3 AC B +e-+2H+=NO2↑+H2O Fe3++e-=Fe2+ 減小

【解析】

(1)①反應(yīng)速率越快，相同時(shí)間內(nèi)收集的氫氣越多；

②要降低反應(yīng)速率，可以采用降低溫度、降低氫離子濃度等方法實(shí)現(xiàn)；

(2)①將鋁片和銅片用導(dǎo)線相連，一組插入濃硝酸中，一組插入燒堿溶液中，分別形成了原電池，在濃硝酸中Cu比Al活潑，因?yàn)?/span>Al在濃硝酸中鈍化；在燒堿溶液中，Al比Cu活潑，Cu與燒堿溶液不反應(yīng)；

②若A為銅片，B為石墨，電解質(zhì)為FeCl3溶液，Cu失電子作負(fù)極、石墨作正極，負(fù)極上銅失電子生成銅離子、使金屬Cu的質(zhì)量減小，正極上鐵離子得電子生成亞鐵離子，結(jié)合電極反應(yīng)式分析電極質(zhì)量變化。

(1)①相同通條件下，反應(yīng)速率越大，相同時(shí)間內(nèi)收集的氣體越多，0～1 min收集氣體100 mL、1～2 min收集氣體140 mL、2～3 min收集氣體224 mL、3～4 min收集氣體112 mL、4～5 min收集氣體44 mL，可見：在2～3 min收集氣體體積最多，故2～3 min時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率最大；

②A．加入KCl溶液，使溶液中c(H+)降低，反應(yīng)速率降低，且氫離子總物質(zhì)的量不變，生成氫氣總量不變，A符合題意；

B．加入濃鹽酸溶液，使溶液中c(H+)增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大，且氫離子總物質(zhì)的量增加，使生成氫氣總量增大，B不符合題意；

C．加入蒸餾水，使溶液中c(H+)減小，反應(yīng)速率降低，且氫離子總物質(zhì)的量不變，生成氫氣總量不變，C符合題意；

D．加入CuSO4溶液，Zn和銅離子發(fā)生置換反應(yīng)生成Cu，Zn與置換產(chǎn)生的Cu和稀鹽酸構(gòu)成了原電池而加快反應(yīng)速率，D不符合題意；

故合理選項(xiàng)是AC；

(2)①鋁片和銅片用導(dǎo)線相連，插入濃硝酸中，由于在室溫下Al遇濃硝酸會(huì)發(fā)生鈍化，不能進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，因此Cu作負(fù)極、Al作正極，Cu失電子生成Cu2+，負(fù)極Cu電極反應(yīng)為Cu-2e-=Cu2+；在正極Al電極上，溶液中的得到電子，被還原產(chǎn)生NO2氣體，正極的反應(yīng)式為：+e-+2H+=NO2↑+H2O；鋁片和銅片用導(dǎo)線相連，插入燒堿溶液中，Al失去電子，在堿性溶液中以存在，則Al作負(fù)極、Cu為正極，故合理選項(xiàng)是B；

②若A為銅片，B為石墨，電解質(zhì)為FeCl3溶液，在溶液中發(fā)生反應(yīng)：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，可知：Cu失電子作負(fù)極、石墨作正極，負(fù)極上銅失電子生成銅離子，使負(fù)極Cu電極的質(zhì)量不斷減��；正極上溶液中的Fe3+得電子生成Fe2+，則正極B的電極方程式為：Fe3++e-=Fe2+。