Question

反应Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑的能量变化趋势如下图所示：

(1)该反应为_______反应(填“吸热”或“放热”)。

(2)若要使该反应的反应速率加快，下列措施可行的是_______(填字母)

A．改铁片为铁粉   　B．改稀硫酸为98%的浓硫酸   　C．升高温度　 D．减小压强  

(3)若将上述反应设计成原电池，铜为原电池某一极材料，则铜为_________极(填“正”或“负”)。铜片上产生的现象为_________，外电路中电子由________电极(填“Fe”或“Cu”，下同)，向________电极移动。

(4)若依据氧化还原反应：Cu²⁺+Fe=Cu+Fe²⁺设计的原电池如下图所示，请回答下列问题：

电极X的材料是________，电解质溶液Y是_________，X电极上发生的电极反应式为_________。

Answer

放热 AC 正 产生无色气泡 Fe Cu Fe CuSO4 或CuCl2、Cu(NO3)2等 Fe-2e-=Fe2+

【解析】

(1)图中反应物总能量大于生成物总能量，则金属与酸的反应为放热反应；

(2)增大接触面积、增大反应物浓度、升高温度均可加快反应速率；

(3)Fe失去电子作负极，则Cu为正极，电子由负极流向正极；

(4) Fe失去电子被氧化，作原电池的负极，Cu2+得到电子发生还原反应，则含有Cu2+的溶液为电解质溶液，以此来解答。

(1)图中显示反应物总能量大于生成物总能量，因此该反应为放热反应；

(2)A．将改铁片为铁粉，增大了Fe与硫酸的接触面积，反应速率增大，A符合题意；

B．改稀硫酸为98%的浓硫酸，浓硫酸具有强氧化性，在室温下遇Fe发生钝化，阻止反应的进一步发生，且不生成氢气，B不符合题意；

C．升高温度，物质内能增加，有效碰撞次数增加，反应速率加快，C符合题意；

D．反应混合物中无气体物质，减小压强，对化学反应速率无影响，D不符合题意；

故合理选项是AC；

(3)由于Fe的活动性比Cu强，Fe失去电子被氧化，作原电池的负极，Cu为原电池的正极，则Cu片上溶液中的H+得到电子变为H2，电极反应式为2H++2e-=H2↑，因此Cu片上的现象产生无色气泡；外电路中电子由负极Fe向正极Cu移动；

(4)在反应：Cu2++Fe=Cu+Fe2+中，Fe失去电子，被氧化，Fe为原电池的负极，所以X应该是Fe电极，X电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+；Cu2+得到电子，发生还原反应，因此电解质溶液Y应该是含有Cu2+的盐溶液，可以是CuSO4 或CuCl2、Cu(NO3)2等。