Question

【題目】反應Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑的能量變化趨勢，如圖所示：

(1)該反應為____反應（填“吸熱”或“放熱”）。

(2)若要使該反應的反應速率加快，下列措施可行的是____（填字母）。

A.改鐵片為鐵粉 B.滴加少量CuSO4 溶液

C.升高溫度 D.將稀硫酸改為98%的濃硫酸

(3)若將上述反應設計成原電池，銅為原電池某一極材料，則銅為_______極（填“正”或“負”）。銅片上產生的現(xiàn)象為________，該極上發(fā)生的電極反應為_______。2min后鐵片的質量減少1.4 g，則導線中流過的電子為____mol。

Answer 1

【答案】放熱 ABC 正 有氣泡產生 2H++2e-=H2↑ 0.05

【解析】

(1)反應物能量大于生成物能量；

(2)加快反應速率，可以增大接觸面積，原電池反應、適當升高溫度，適當提高氫離子濃度，但酸不能為濃硫酸，因為常溫下Fe在濃硫酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象；

(3)Fe與硫酸反應，而Cu不能反應，Fe發(fā)生氧化反應，Fe為負極，Cu為正極，氫離子在正極發(fā)生還原反應生成氫氣。Fe是+2價金屬，根據(jù)同一閉合回路在電子轉移數(shù)目相等計算。；

(1)由圖可知，反應物總能量高于生成物總能量，因此該反應為放熱反應；

(2)A.改鐵片為鐵粉，增大了反應物的接觸面積，反應速率加快，A符合；

B.滴加少量CuSO4 溶液，Fe與CuSO4在溶液中發(fā)生置換反應，產生的Cu與未反應的Fe及硫酸構成原電池，由于金屬活動性Fe>Cu，所以Fe為原電池的負極，可加快反應速率，B符合；

C.適當升高溫度，可以加快反應速率，C符合；

D.改稀硫酸為98%的濃硫酸，由于在常溫下Fe在濃硫酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象，不能放出氫氣，因此不能加快反應速率，D不符合；

故合理選項是ABC；

(3)金屬活動性Fe>Cu，Fe與硫酸反應，而Cu不能反應，所以Fe為負極，負極發(fā)生氧化反應；Cu為正極，正極上，溶液中的H+獲得電子，發(fā)生還原反應生成H2，正極的電極反應式為：2H++2e-=H2↑，因此看到的現(xiàn)象是正極上有氣泡冒出，2min后鐵片的質量減少1.4 g，n(Fe)==0.025mol，由于Fe是+2價金屬，1molFe失去2mol電子，則0.025molFe發(fā)生反應，失去電子的物質的量為0.05mol。