Question

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Cu^2＋、Fe^3＋和Fe^2＋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Fe^3＋和Fe^2＋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的pH
Fe3＋	1.9	3.2
Fe2＋	7.0	9.0
Cu2＋	4.7	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

答案　(1)2Fe^3＋＋Cu===2Fe^2＋＋Cu^2＋

(2)装置图

正极反应：Fe^3＋＋e^－===Fe^2＋(或2Fe^3＋＋2e^－===2Fe^2＋)

负极反应：Cu===Cu^2＋＋2e^－(或Cu－2e^－===Cu^2＋)

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

(4)CuO＋H₂SO₄＝CuSO₄＋H₂O　CuSO₄＋Fe＝FeSO₄＋Cu　不锈钢表面有紫红色物质生成

解析　(2)根据氧化还原反应2Fe^3＋＋Cu===2Fe^2＋＋Cu^2＋设计原电池，负极发生氧化反应，Cu失电子作负极，正极选择比Cu活动性弱的金属或碳棒，电解质溶液为FeCl₃溶液。

(3)根据表中的数据知如用直接沉淀法，Cu^2＋也被消耗。根据提供的试剂，将Fe^2＋氧化为Fe^3＋，再调节溶液的pH，为了不引入新的杂质离子，选择CuO而不选NaOH溶液。

(4)不锈钢的主要成分是Fe，由题中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，再根据提供的试剂可知首先要制备出盐溶液，选择硫酸和CuO制备出硫酸铜溶液，再根据Fe和硫酸铜发生置换反应设计出实验。