某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性,他们提出了以下两种方案.请你帮助他们完成有关实验项目:
方案Ⅰ:有人提出将形状和大小均相等的铁片和铜片,分别同时放入100ml2.0mol/L稀硫酸中,观察产生气泡的快慢,据此可以确定它们的金属活动性.该原理的离子方程式为:________;若反应进行到2min时共收集到标准状况下的气体1120ml,则用硫酸表示的该反应的反应速率为(溶液体积变化忽略不计):________.
方案Ⅱ:有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池,以确定它们的活动性.试在下面的方框内画出你设计的原电池装置图,注明电解质溶液名称和正负极材料,标出电子流动方向,并写出电极反应式.
正极反应式:________.
负极反应式:________.
方案Ⅲ:结合你所学的知识,帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同):________,用离子方程式表示其反应原理:________.
网友回答
Fe+2H+═Fe2++H2↑; 0.25mol/(L?min) 2H++2e-═H2↑ Fe-2e-═Fe2+ 将铁片置于CuSO4溶液中,一段时间后观察Fe表面有红色的金属铜析出,即可以证明金属铁的活泼性强于金属铜的 Fe+Cu2+═Fe2++Cu
解析分析:方案Ⅰ:根据铁与酸的反应分析并写出离子方程式;
根据氢气的体积计算消耗的硫酸的量,然后根据化学反应速率公式计算;
Ⅱ:根据正负极上得失电子写出电极反应式;
Ⅲ:根据铁、铜之间的置换反应设计;
解答:Ⅰ:铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,离子方程式为Fe+2H+═Fe2++H2↑;
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
? 1mol???????22.4L???
? 0.05mol??? 1.12L
所以消耗硫酸0.05mol,硫酸的反应速率=
故