Question

鐵及鐵的化合物應用廣泛，如FeCl₃可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。

(1)寫出FeCl₃溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式_________。

(2)若將(1)中的反應設計成原電池，請畫出原電池的裝置圖，標出正、負極，并寫出電極反應式。

正極反應_________________，負極反應_________________。

(3)腐蝕銅板后的混合溶液中，若Cu^2＋、Fe^3＋和Fe^2＋的濃度均為0.10mol·L^－1，請參照下表給出的數(shù)據(jù)和藥品，簡述除去CuCl₂溶液中Fe^3＋和Fe^2＋的實驗步驟：________________________________。

	氫氧化物開始沉淀時的pH	氫氧化物沉淀完全時的pH
Fe3＋	1.9	3.2
Fe2＋	7.0	9.0
Cu2＋	4.7	6.7
提供的藥品：Cl2　濃H2SO4　NaOH溶液　CuO　Cu

(4)某科研人員發(fā)現(xiàn)劣質(zhì)不銹鋼在酸中腐蝕緩慢，但在某些鹽溶液中腐蝕現(xiàn)象明顯。請從上表提供的藥品中選擇兩種(水可任選)，設計最佳實驗，驗證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕。

有關反應的化學方程式_____________、_______________。

劣質(zhì)不銹鋼腐蝕的實驗現(xiàn)象：__________________________。

Answer 1

答案　(1)2Fe^3＋＋Cu===2Fe^2＋＋Cu^2＋

(2)裝置圖

正極反應：Fe^3＋＋e^－===Fe^2＋(或2Fe^3＋＋2e^－===2Fe^2＋)

負極反應：Cu===Cu^2＋＋2e^－(或Cu－2e^－===Cu^2＋)

(3)①通入足量氯氣將Fe^2＋氧化成Fe^3＋；②加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.2～4.7；③過濾

(4)CuO＋H₂SO₄＝CuSO₄＋H₂O　CuSO₄＋Fe＝FeSO₄＋Cu　不銹鋼表面有紫紅色物質(zhì)生成

解析　(2)根據(jù)氧化還原反應2Fe^3＋＋Cu===2Fe^2＋＋Cu^2＋設計原電池，負極發(fā)生氧化反應，Cu失電子作負極，正極選擇比Cu活動性弱的金屬或碳棒，電解質(zhì)溶液為FeCl₃溶液。

(3)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)知如用直接沉淀法，Cu^2＋也被消耗。根據(jù)提供的試劑，將Fe^2＋氧化為Fe^3＋，再調(diào)節(jié)溶液的pH，為了不引入新的雜質(zhì)離子，選擇CuO而不選NaOH溶液。

(4)不銹鋼的主要成分是Fe，由題中劣質(zhì)不銹鋼在酸中腐蝕緩慢，但在某些鹽溶液中腐蝕現(xiàn)象明顯，再根據(jù)提供的試劑可知首先要制備出鹽溶液，選擇硫酸和CuO制備出硫酸銅溶液，再根據(jù)Fe和硫酸銅發(fā)生置換反應設計出實驗。