题目内容
I.类比法是化学学习中常用的方法,已知硝酸能把铁氧化成Fe(NO3)3,但当铁过量时,产物是 Fe(NO3)2。某同学受此启发,提出一个相似的观点:氯气与铁粉反应,当Cl2足量时生称FeCl3,当铁粉过量时产物是FeCl2,为了验证该观点是否正确,该同学将一定量的铁粉与Cl2恰好完全反应得到一固体物质,然后通过实验确定其成分。探究过程如下:
⑴提出假设:
假设1:该固体物质是FeCl2
假设2:该固体物质是FeCl3
假设3:该固体物质是
⑵设计实验方案:
取少量固体物质置于烧杯中,加适量水溶解,得到溶液A,然后取两份A溶液分别进行实验,实验现象与结论如下表:
实验方法 | 实验现象 | 结论 |
在溶液中加KSCN溶液 |
| 固体物质中有FeCl3 |
在KMnO4溶液中加少量A 溶液 | KmnO4溶液颜色无明显变化 | 固体物质中不含 |
Ⅱ.电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘版上的铜箔,制造印刷电路板。某工程师为了从废液中回收铜,重新获得FeCl3溶液,设计了下列实验步骤:
⑶①写出一个能证明还原性Fe比Cu强的离子方程式: ,该反应在上图步骤 中发生。
②甲、乙、丙、丁四位同学利用上述反应原理,分别设计的原电池如下图所示:
四位同学的设计的原电池装置图,符合上述反应原理的是 。
③请写出正、负极的电解反应式:
正极: 、负极: (电极反应式)。
⑷上述过程回收的铜是粗铜,为了获得更纯的铜必须进行电解精炼。写出电解精炼时阳极材料及电极反应式
⑴ FeCl2和FeCl3 ;⑵溶液呈红色;FeCl2;⑶①Fe+Cu2+=Fe2++Cu;①;②甲、丙、丁;③Cu2++2e-=Cu;Fe-2e-=Fe2+;⑷粗铜;Cu-2e-=Cu2+。
解析:I. 根据铁与硝酸在不同条件下可被氧化成两种产物,推断铁粉与Cl2反应也可能生成FeCl2或FeCl3或两种物质的混合物。根据KSCN溶液能与Fe3+显红色,可检验产物中是否含有FeCl3。根据酸性KMnO4溶液能氧化Fe2+而退色,可验证产物中是否含有FeCl2。
Ⅱ. 从腐蚀废液中回收铜的实验过程如下:
利用Fe能从 CuCl2溶液中置换出铜,来证明Fe比Cu的还原性强。反应方程式为:Fe+CuCl2=Cu+FeCl2。用该反应设计原电池时可用Fe作负极,Cu(或者碳)作正极,CuCl2溶液后CuSO4溶液作电解质的溶液。电解精炼铜时,粗铜作阳极(Cu-2e-=Cu2+),纯铜作阴极(Cu2++2e-→Cu),含Cu2+的溶液作电解质的溶液。