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 . 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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

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的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

（1）2Fe³^＋＋Cu＝2Fe²^＋＋Cu²^＋（2分）
（2）（2分）
正极反应：2Fe³^＋＋2e^－＝2Fe²^＋（2分）
负极反应：Cu－2e^－＝Cu²^＋（2分）
（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）（每个步骤1分，共3分）
（4）CuO＋H₂SO₄＝CuSO₄＋H₂O（1分） CuSO₄＋Fe＝FeSO₄＋Cu（1分）；
不锈钢表面有紫红色物质生成（1分）
（评分标准：见答案，方程式若有漏写“↑”“↓”或者反应条件未写，均扣1分；若配平有误，扣2分，共14分）

解析试题分析：（1）Fe³⁺具有强氧化性，可以把一些金属单质如铁、铜等氧化成相应的离子，
Fe³⁺腐蚀铜制电路板利用的就是这个原理，反应的离子方程式是：2Fe³⁺+ Cu=2Fe²⁺ + Cu²⁺。
（2）由反应2Fe³⁺+ Cu=2Fe²⁺ + Cu²⁺可以判断出铜化合价升高，发生氧化反应，铜做负极，铁元素化合价降低，Fe³⁺发生还原反应，正极可以选用石墨棒，电解质溶液可以选用氯化铁溶液。回忆并仿照教材上的铜锌原电池装置，可以画出此原电池的装置图，装置图见答案。发生的电极反应为：
正极反应： 2Fe³^＋＋2e^－＝2Fe²^＋负极反应： Cu－2e^－＝Cu²^＋
（3）除杂时，要把杂质全部除去，又不能引入新的杂质。根据题给信息可知：Fe³⁺的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是1．9～3．2，Fe²⁺的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是7．0～9．0，Cu²⁺的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是4．7～6．7。当pH为3．2时Fe³⁺完全沉淀，此时Cu²⁺不会沉淀，要使Fe²⁺完全沉淀需要使溶液的pH为9．0，此时Cu²⁺已经完全沉淀。因此，若要除去CuCl₂溶液中的Fe³⁺、Fe²⁺，需要将Fe²⁺全部转化为Fe³⁺，采取的措施是向溶液中同入过量的氯气；为了不引入其它杂质，可以向溶液中加入CuO调节溶液的pH范围在3．2～4．7之间，此时Fe³⁺完全沉淀；最后过滤，即可得到纯净的氯化铜溶液。实验步骤见答案。
（4）不锈钢在某些盐溶液中比在酸溶液中腐蚀明显，说明这些盐溶液中的金属阳离子的氧化性比H⁺的氧化性强，即这些金属在金属活动性顺序位于氢的后面。要设计实验验证劣质不锈钢易被腐蚀，需要有容易与铁反应的盐，根据提供的药品可知这种盐是硫酸铜，制取硫酸铜的最佳方案是用氧化铜与稀硫酸反应制取，这种方法比浓硫酸与铜反应节省硫酸，并且不产生污染环境的SO₂。实验步骤是：①用适量水将浓硫酸稀释制取稀硫酸，②用氧化铜与稀硫酸反应制取硫酸铜，③将不锈钢加入硫酸铜溶液中观察现象。有关化学方程式和实验现象见答案。
考点：氧化还原反应、电化学等基本概念与基本理论知识。

练习册系列答案

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(14分)X,Y,Z,Q,R是五种短周期元素，原子序数依次增大。X,Y两元素最高正价与最低负价代数和均为0；Q与X同主族；Z是地壳中含量最高的非金属元素,R的简单离子在同周期离子中半径最小。请回答下列问题：
（1）画出Z的原子结构示意图       ，工业上制取R单质的化学方程式为
（2）已知，由X,Y两种元素组成的相对分子质量最小的化合物W 3．2g在氧气中完全燃烧生成稳定化合物(常温常压下)放出178．06KJ的热量，写出W燃烧的热化学方程式
（3）由以上某些元素组成的化合物A,B,C,D有如下转化关系：(在水溶液中进行)。其中C是产生温室效应的气体；D是淡黄色固体。写出C的结构式     ；D的电子式
①如果A,B均由三种元素组成，B为两性化合物，且不溶于水，则由A转化为B的离子方程式为
②如果A,B均为由以上某些元素组成的盐，则A溶液显    性，原因是(用离子方程式表示）           。浓度均为0.1mol/L的A,B的溶液等体积混合，混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为                。

取少量Fe₂O₃粉末(红棕色)加入适量盐酸，发生反应的化学方程式：                         ，反应后得到的溶液呈       色。用此溶液分别做如下实验：
(1)取少量溶液置于试管中，滴入几滴NaOH溶液，可观察到有红褐色沉淀生成，反应的化学方程式为                             ，此反应属于             。
(2)在小烧杯中加入20 mL蒸馏水，加热至沸腾后，向沸水中滴入几滴饱和FeCl₃溶液，继续煮沸至溶液呈       色，即制得Fe(OH)₃胶体。
(3)取另一只小烧杯也加入20 mL蒸馏水，向烧杯中加入1 mL FeCl₃溶液，振荡均匀后，将此烧杯(编号甲)与盛有Fe(OH)₃胶体的烧杯(编号乙)一起放置于暗处，分别用激光笔照射烧杯中的液体，可以看到       烧杯中的液体产生丁达尔效应。这个实验可以用来区别                                。
(4)取乙烧杯中少量Fe(OH)₃胶体置于试管中，向试管中滴加一定量的稀HI溶液，边滴加边振荡，会出现一系列变化。
①先出现红褐色沉淀，随后沉淀溶解，溶液呈黄色，写出此反应的离子方程式：                              。
②最后溶液颜色加深，原因是                               。(用离子方程式表示)。
③用稀盐酸代替稀HI溶液，能出现上述哪些相同的变化现象       (写序号)。

科研、生产中常涉及铁及其化合物
（1）实验室配制FeSO₄溶液时，常向溶液中加入的物质有__________________。
（2）高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途，高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种理想的水处理剂，处理水时所起的作用是________________________。
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（4）高炉炼铁过程中发生下列反应：
①Fe₂O₃（s）＋3CO（g）=2Fe（s）＋3CO₂（g） ΔH＝－24.8 kJ/mol
②3Fe₂O₃（s）＋CO（g）=2Fe₃O₄（s）＋CO₂（g） ΔH＝－47.2 kJ/mol
③3Fe₃O₄（s）＋CO（g）=3FeO（s）＋CO₂（g） ΔH＝＋640.4 kJ/mol
请你写出用CO还原FeO固体制得Fe和CO₂的热化学方程式：________________。

工业上以黄铜矿(主要成分CuFeS₂)为原料制备金属铜，有如下两种工艺。
I.火法熔炼工艺:将处理过的黄铜矿加人石英，再通人空气进行焙烧，即可制得粗铜。
（1）焙烧的总反应式可表示为：2CuFeS₂ + 2SiO₂+5O₂＝2Cu+2FeSi0₃+4SO₂该反应的氧化剂是_____。
（2）下列处理SO₂的方法，不合理的是_____

（3）炉渣主要成分有FeO 、Fe₂O₃、SiO₂ ,Al₂O₃等，为得到Fe₂O₃加盐酸溶解后，后续处理过程中,未涉及到的操作有_____。
A过滤；B加过量NaOH溶液；C蒸发结晶；D灼烧；E加氧化剂
II.FeCl₃溶液浸取工艺:其生产流程如下图所示

（4）浸出过程中，CuFeS₂与FeCl₃溶液反应的离子方程式为 _____________。
（5）该工艺流程中，可以循环利用的物质是_____(填化学式)。
（6）若用石墨电极电解滤液，写出阳极的电极反式_____________。
（7）黄铜矿中含少量Pb,调节C1^一浓度可控制滤液中Pb²⁺的浓度，当c(C1^一)＝2mo1·L^-1时溶液中Pb²⁺物质的量浓度为__mol·L^-1。[已知K_SP(PbCl₂)＝1 x 10^一5]

(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O俗名摩尔盐，价格便宜，可用来净水或治疗缺铁性贫血等，是一种重要的化工原料。
（1）摩尔盐的水溶液呈      色。
（2）c(Fe²⁺)相同的摩尔盐和硫酸亚铁两溶液比较，物质的量浓度较大的是     。
（3）甲乙两位同学想测定一瓶摩尔盐的纯度。甲同学设计的实验装置如图1：

从上图推断甲同学想通过测定       计算摩尔盐的纯度。该方案的不足之处在于               。
（4）乙同学在甲同学的基础上做了改进，其实验装置如图2：

则B与C中的试剂分别是            和               。C中干燥管的作用是                        。乙同学称取了10.0g的摩尔盐样品，若实验完毕后测得洗气瓶及瓶内溶液共增重O.68 g，则依此数据推算这份摩尔盐的纯度为      ％(答案精确到小数点后第一位)。

某学校化学兴趣小组为探索金属回收物的综合利用，专门设计实验用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体（FeSO₄·7H₂O）和胆矾晶体（CuSO₄·5H₂O），其实验方案如下：

请回答下列问题：
（1）过滤用的玻璃仪器有________。
（2）小组成员经过检测，发现制得的绿矾不纯，试分析原因：________________________，要想由沉淀I最终制得纯度较高的绿矾，应如何改进：______________________。
（3）小组成员从资料中获知H₂O₂是一种绿色氧化剂，在滤渣B中加入稀硫酸和H₂O₂可以使B溶解，则该反应的化学方程式为______________________。
（4）有同学提出可将方案中最初溶解合金的盐酸改用烧碱，重新设计方案，也能最终制得三种物质，你认为后者方案相对于前者方案________（填“更合理” 或“不合理”），理由是__________。

如图是传统的工业生产金属铝的基本流程图。

请回答：
（1）金属铝常用来制造容器，但铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性等食物，写出铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：_____________________________________。
石油炼制和煤的干馏产品________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。
（2）在冶炼过程中，阳极材料需要定期进行更换，原因是该极材料不断被消耗，产生这种现象的原因是____________________________________(用化学方程式表示)。
（3）工业上通过电解熔融的MgCl₂制取金属镁，电解反应方程式为________________。镁和铝都是活泼金属，为什么在电解冶炼过程中，一个用氯化物，一个用氧化物，请说明理由。________________________________________________。

二元弱酸是分步电离的，25时碳酸和草酸的如下表：

H₂CO₃	K_a1=4.3×10^-7	H₂C₂O₄	K_a1=5.6×10^-2
	K_a2=5.6×10^-11		K_a2=5.42×10^-5

（1）设有下列四种溶液：
A．0.1 mol/L的Na₂C₂O₄溶液 B．0.1 mol/L的NaHC₂O₄溶液
C．0.1 mol/L的Na₂CO₃溶液 D．0.1 mol/L的NaHCO₃溶液
其中，c(H^＋)最大的是_________，c（OH^－）最大的是_________ 。
（2）某化学实验兴趣小组同学向用大理石和稀盐酸制备CO₂后残留液中滴加碳酸钠溶液，在溶液中插人pH传感器，测得pH变化曲线如图所示。

刚开始滴人碳酸钠溶液时发生反应的离子方程式为_________，BC段发生反应的离子方程式为_____，D点时混合溶液中由水电离产生的c（H⁺）="_________" mol/L。

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