Question

20．鐵單質(zhì)及其化合物在生活、生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛．請回答：
（1）鋼鐵在空氣中發(fā)生吸氧腐蝕時，正極的電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
（2）由于氧化性Fe³⁺＞Cu²⁺，氯化鐵溶液常用作印刷電路銅板腐蝕劑，反應(yīng)的離子方程式是2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺．
（3）若將（2）中的反應(yīng)設(shè)計成原電池，請畫出原電池的裝置圖，標(biāo)出正、負極，并寫出電極反應(yīng)式．
正極反應(yīng)Fe³⁺+e^-=Fe²⁺（或2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺）
負極反應(yīng)Cu=2Cu²⁺+2e^-（或Cu-2e^-=Cu²⁺）．
（4）下表中，對陳述I、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是B（填字母）．

	陳述I	陳述Ⅱ	判斷
A	鐵是地殼中含量最高的金屬元素	鐵是人類最早使用的金屬材料	I對；Ⅱ?qū)�；�?/TD>
B	常溫下鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣	高溫下氫氣能還原氧化鐵得到鐵	I對；Ⅱ?qū)Γ粺o
C	鐵屬于過渡元素	鐵的某些化合物可用作催化劑	I錯；Ⅱ?qū)�；無
D	在空氣中鐵表面形成致密氧化膜	鐵不能與氧氣反應(yīng)	I對；Ⅱ?qū)�；�?/TD>

Answer 1

分析 （1）鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕的正極反應(yīng)得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）三價鐵離子具有強的氧化性，能夠氧化銅單質(zhì)；
（3）依據(jù)離子方程式：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，銅發(fā)生氧化反應(yīng)，做負極，三價鐵離子發(fā)生還原反應(yīng)，可以用C作正極，電解液為氯化鐵，原電池工作時，負極上銅被氧化，正極上Fe³⁺被還原；
（4）A．地殼中含量最高的是鋁，人類使用最早的金屬是銅；
B．鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，氫氣在高溫下能夠還原鐵；
C．鐵位于ⅤⅢ族，屬于過度元素；
D．鐵能與氧氣反應(yīng)．

解答 解：（1）鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕的正極反應(yīng)得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，故答案為：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；
（2）三價鐵離子與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二價鐵離子和銅離子，離子方程式：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（3）依據(jù)方程式2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺可知該電池反應(yīng)中三價鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以正極上的電極反應(yīng)式為Fe³⁺+e^-=Fe²⁺（或2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺），銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以負極上的電極反應(yīng)式為Cu-2e^-=Cu²⁺；
用銅做負極，碳做正極，三氯化鐵做電解質(zhì)溶液，形成原電池，如圖：；
故答案為：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺（或2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺）；Cu=2Cu²⁺+2e^-（或Cu-2e^-=Cu²⁺）；；
（4）A．地殼中含量最高的是鋁，不是鐵，人類使用最早的金屬是銅，I不對；Ⅱ不對，故A錯誤；
B．鐵與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，氫氣在高溫下能夠與氧化鐵反應(yīng)生成鐵，二者都正確，但是無聯(lián)系，故B正確；
C．鐵位于ⅤⅢ族，屬于過度元素，陳述Ⅰ錯誤，故C錯誤；
D．鐵能與氧氣反應(yīng)，生成致密氧化膜，阻礙反應(yīng)進行，陳述Ⅱ錯誤，故D錯誤；
故選：B．

點評 本題考查了鐵的化學(xué)性質(zhì)和原電池設(shè)計及電極反應(yīng)式書寫，明確原電池工作原理是解題關(guān)鍵，題目難度不大．