Question

29.铁及铁的化合物应用广泛.如FeCl₃可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。

(1)写出FeCl₃溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式_______________________________。

(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。

正极反应___________________       负极反应________________________

(3)腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的浓度均为0.10mol·L^-1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺的实验步骤__________________________。

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀完全时约pH
Fe3+ Fe2+ Cu2+	1.9 7.0 4.7	3.2 9.0 6.7
提供的药品：Cl2          浓H2SO4      NaOH溶液      CuO      Cu

(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢。但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种(水可任选)，设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。

有关反应的化学方程式__________________________

劣质不锈钢腐蚀的实验现象_________________________________

Answer 1

(1)2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺

(2)装置图

正极反应：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺(或2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺)

负极反应：Cu=Cu²⁺+2e^-(或Cu-2e^-=Cu²⁺)

(3)①通入足量氯气将Fe²⁺氧化成Fe³⁺;②加入CuO调节溶液的pH至3.2～4.7；

③过滤(除去Fe(OH)₃)

(4)CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O

CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu

不锈钢表面有紫红色物质生成

解析：本题考查电化学及铁的化合物的知识。把Cu与FeCl₃溶液反应设计为原电池，Cu作负极、惰性电极石墨作正极，FeCl₃溶液为电解质溶液。除去含Cu²⁺的溶液中的Fe³⁺、Fe²⁺，先把Fe²⁺氧化为Fe³⁺，由表中条件可加CuO调pH 3.2～4.7，使Fe³⁺转化为Fe(OH)₃沉淀而除去。由不锈钢在酸中不易被腐蚀，在某些盐中易被腐蚀，取少量CuO，加入适量H₂SO₄制成CuSO₄溶液，取不锈钢放入CuSO₄溶液，若不锈钢表面有红色物质出现，证明易被盐溶液腐蚀。