Question

FeCl₃可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等．
（1）如图是根据FeCl₃腐蚀印刷电路铜板原理设计的原电池，放电时正极反应式为

 

．若将FeCl₃溶液浓度改为1.0mol/L，反应刚开始时，电流计读数将

 

（填“变大”、“变小”或“不变”）
（2）腐蚀铜板后的混合溶液中，Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的浓度均为0.10mol/L．现有下列药品：Cl₂、浓H₂SO₄、NaOH溶液、Cu（OH）₂、Cu，请参照表中给出的数据，简述除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺的实验步骤．答：

 

．

金属离子	Fe3+	Fe2+	Cu2+
氢氧化物开始沉淀时的pH	1.9	7.0	4.7
氢氧化物沉淀完全时的pH	3.2	9.0	6.7

Answer 1

考点：物质的分离、提纯的基本方法选择与应用,原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题,化学实验基本操作

分析：（1）反应方程式为2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，设计成原电池时，正极发生还原反应，Fe³⁺被还原生成Fe²⁺；增大电解质浓度，导电能力增强，电流强度增大；
（2）除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺，由表中数据可知，应先将将Fe²⁺转化成Fe³⁺；再根据图表数据调节溶液的pH值，三价铁离子沉淀完全后，进行过滤即可．

解答： 解：（1）反应方程式为2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，设计成原电池时，正极发生还原反应，Fe³⁺被还原生成Fe²⁺，电极方程式为Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，增大电解质浓度，导电能力增强，电流强度增大故答案为：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺；变大；
（2）根据图表知，Fe³⁺沉淀需要的PH值较小，与铜离子沉淀时的PH值相差较大，所以首先将二价铁离子转化为三价铁离子，选取的试剂不能引进新的杂质离子，所以选取氯气 作氧化剂；然后加热氧化铜除去氯气溶解生成的盐酸，在PH值3.2时三价铁离子完全沉淀，PH值4.7时铜离子开始沉淀，所以调节溶液的PH值至3.2-4.7；然后通过过滤除去生成的沉淀，
故答案为：①通入足量氯气将Fe²⁺氧化成Fe³⁺；②加入Cu（OH）₂调节溶液的pH至3.2-4.7；③过滤（除去Fe（OH）₃）．

点评：本题考查较为综合，设计原电池的设计以及物质的分离、提纯，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意把握题给信息，加强审题能力的培养，把握相关基础知识，难度不大．