Question

3．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?jī)?nèi)盛放的液體是稀硫酸或稀鹽酸．
（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，也可以比較產(chǎn)生相同體積的氣體所需時(shí)間的長(zhǎng)短．
（3）為了確�！癆l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Al和Fe表面積相同．

（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)如圖2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1mol•L^-1，鹽橋中裝有飽和K₂SO₄溶液．回答下列問(wèn)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(lái)在兩種溶液中轉(zhuǎn)移電子．）
（i）發(fā)生氧化反應(yīng)的燒杯是乙（填“甲”或“乙”）．
（ii）外電路的電流方向?yàn)椋簭腶到b．（填“a”或“b”）
（iii）電池工作時(shí)，鹽橋中的SO${\;}_{4}^{2-}$移向乙（填“甲”或“乙”）燒杯．
（iv）甲燒杯中發(fā)生的電極反應(yīng)式為MnO₄^-+8H⁺+5e^-═Mn²⁺+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)金屬和酸反應(yīng)的快慢判斷金屬性強(qiáng)弱；
（2）根據(jù)v=$\frac{△V}{△t}$分析；
（3）影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有溫度、壓強(qiáng)、濃度、催化劑、表面積等，據(jù)此分析；
（4）由2KMnO₄+10FeSO₄+8H₂SO₄═2MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+8H₂O可知，Mn元素的化合價(jià)降低，得到電子，F(xiàn)e元素的化合價(jià)升高，失去電子，則b為負(fù)極，a為正極，結(jié)合原電池中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電流從正極流向負(fù)極，陰離子向負(fù)極移動(dòng)來(lái)解答．

解答 解：（1）根據(jù)金屬和酸反應(yīng)置換氫的難易判斷金屬性強(qiáng)弱，故甲中應(yīng)為稀鹽酸或稀硫酸，
故答案為：稀硫酸或稀鹽酸；
（2）由v=$\frac{△V}{△t}$可知，反應(yīng)速率與氣體的體積和時(shí)間有關(guān)，所以一種是固定體積比較時(shí)間，另一種是固定時(shí)間比較體積，
故答案為：產(chǎn)生相同體積的氣體所需時(shí)間的長(zhǎng)短；
（3）影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有反應(yīng)物的濃度、溶液的溫度、固體的表面積等，所以還需保證Al和Fe表面積相同，
故答案為：Al和Fe表面積相同；
（4）由2KMnO₄+10FeSO₄+8H₂SO₄═2MnSO₄+5Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+8H₂O可知，Mn元素的化合價(jià)降低，得到電子，F(xiàn)e元素的化合價(jià)升高，失去電子，則b為負(fù)極，a為正極，
（i）b為負(fù)極，則乙燒杯中發(fā)生氧化反應(yīng)，
故答案為：乙；
（ii）由上述分析可知，a為正極，電流由正極流向負(fù)極，即從a流向b，
故答案為：a；b；
（iii）陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則鹽橋中的SO₄^2-移向乙燒杯中，
故答案為：乙；
（iv）甲燒杯中發(fā)生還原反應(yīng)，Mn元素的化合價(jià)降低，電極反應(yīng)為MnO₄^-+8H⁺+5e^-═Mn²⁺+4H₂O，
故答案為：MnO₄^-+8H⁺+5e^-═Mn²⁺+4H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了測(cè)氣體的反應(yīng)速率的方法，理解所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)，通過(guò)比較、分析是解答的關(guān)鍵，注意外界條件影響化學(xué)反應(yīng)速率，但決定化學(xué)反應(yīng)速率的是物質(zhì)本身的性質(zhì)，題目難度中等．