鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛,如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血?jiǎng)?/p>

等。

(1)寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式                   。

(2)若將(1)中的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,請畫出原電池的裝置圖,標(biāo)出正、負(fù)極,并寫出電極反應(yīng)式。

正極反應(yīng)                           負(fù)投反應(yīng)                       。

(3)腐蝕銅板后的混合溶液中,若Cu2、Fe3和Fe2的濃度均為0.10mol·L1,請參照下表給出的數(shù)據(jù)和藥品,簡述除去CuCl2溶液中Fe3和Fe2的實(shí)驗(yàn)步驟              。

氫氧化物開始沉淀時(shí)的pH

氫氧化物沉淀完全時(shí)的pH

Fe3

Fe2

Cu2

1.9

7.0

4.7

3.2

9.0

6.7

提供的藥品:Cl2  濃H2SO4  NaOH溶液  CuO  Cu

(4)某科研人員發(fā)現(xiàn)劣質(zhì)不銹鋼在酸中腐蝕緩慢,但在某些鹽溶液中腐蝕現(xiàn)象明顯。請從上表提供的藥品中選擇兩種(水可任選),設(shè)計(jì)最佳實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕。

有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式                                                    

劣質(zhì)不銹鋼腐蝕的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象                                                

(1)2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2

(2)

正極反應(yīng):Fe3+e=Fe2(或2Fe3+2e=2Fe2

負(fù)極反應(yīng):Cu=2Cu2+2e(或Cu-2e=Cu2

(3)①通入足量氯氣將Fe2氧化成Fe3;②加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.2~4.7;③過濾(除去Fe(OH)3

(4)CuO+H2SO4=CuSO4+H2O  CuSO4+Fe=FeSO4+Cu

不銹鋼表面有紫紅色物質(zhì)生成


解析:

(1)Fe3+具有強(qiáng)氧化性,可以把一些金屬單質(zhì)如鐵、銅等氧化成相應(yīng)的離子,F(xiàn)e3+腐蝕銅制電路板利用的就是這個(gè)原理,反應(yīng)的離子方程式是:2Fe3+ + Cu====2Fe2+ + Cu2+。

(2)由反應(yīng)2Fe3+ + Cu====2Fe2+ + Cu2+可以判斷出銅化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng),銅做負(fù)極,鐵元素化合價(jià)降低,F(xiàn)e3+ 發(fā)生還原反應(yīng),正極可以選用石墨棒,電解質(zhì)溶液可以選用氯化鐵溶液;貞洸⒎抡战滩纳系你~鋅原電池裝置,可以畫出此原電池的裝置圖,裝置圖見答案。發(fā)生的電極反應(yīng)為:

正極反應(yīng):Fe3+e=Fe2(或2Fe3+2e=2Fe2

負(fù)極反應(yīng):Cu=2Cu2+2e(或Cu-2e=Cu2)。

(3)除雜時(shí),要把雜質(zhì)全部除去,又不能引入新的雜質(zhì)。根據(jù)題給信息可知:Fe3+的氫氧化物從開始沉淀到沉淀完全的pH范圍是1.9~3.2,F(xiàn)e2+的氫氧化物從開始沉淀到沉淀完全的pH范圍是7.0~9.0,Cu2+的氫氧化物從開始沉淀到沉淀完全的pH范圍是4.7~6.7。當(dāng)pH為3.2時(shí)Fe3+完全沉淀,此時(shí)Cu2+不會(huì)沉淀,要使Fe2+完全沉淀需要使溶液的pH為9.0,此時(shí)Cu2+已經(jīng)完全沉淀。因此,若要除去CuCl2溶液中的Fe3+、Fe2+,需要將Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+,采取的措施是向溶液中同入過量的氯氣;為了不引入其它雜質(zhì),可以向溶液中加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH范圍在3.2~4.7之間,此時(shí)Fe3+完全沉淀;最后過濾,即可得到純凈的氯化銅溶液。實(shí)驗(yàn)步驟見答案。

(4)不銹鋼在某些鹽溶液中比在酸溶液中腐蝕明顯,說明這些鹽溶液中的金屬陽離子的氧化性比H+的氧化性強(qiáng),即這些金屬在金屬活動(dòng)性順序位于氫的后面。要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕,需要有容易與鐵反應(yīng)的鹽,根據(jù)提供的藥品可知這種鹽是硫酸銅,制取硫酸銅的最佳方案是用氧化銅與稀硫酸反應(yīng)制取,這種方法比濃硫酸與銅反應(yīng)節(jié)省硫酸,并且不產(chǎn)生污染環(huán)境的SO2 。實(shí)驗(yàn)步驟是:①用適量水將濃硫酸稀釋制取稀硫酸,②用氧化銅與稀硫酸反應(yīng)制取硫酸銅,③將不銹鋼加入硫酸銅溶液中觀察現(xiàn)象。有關(guān)化學(xué)方程式和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象見答案。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

用常見的金屬及化合物的知識(shí)填空。

 (1)過氧化鈉可用于宇航員或潛水艇中氧氣再生的來源,請分別寫出宇航員呼出的水蒸

氣和二氧化碳跟過氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式:

    ①                                  ;②                                 

 (2)鋁是一種日常生活中應(yīng)用很廣的重要金屬。

    ①在酒精燈上加熱未經(jīng)打磨的鋁箔,出現(xiàn)的現(xiàn)象是                           。

    ②鋁制炊具長時(shí)間燒煮堿性食物的過程中,鋁的保護(hù)膜將被破壞。寫出鋁的保護(hù)膜與強(qiáng)堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的離子方程式                              。

(3)鐵是人類較早使用的金屬之一。運(yùn)用鐵的有關(guān)知識(shí),回答下列問題:

①自選合適的氧化劑,將補(bǔ)鐵劑中的Fe2+氧化成Fe3+,寫出相關(guān)的離子反應(yīng)方程式:    

                             。

 ②向沸水中逐滴滴加飽和FeC13溶液,至液體呈透明的紅褐色,形成該分散系的分散質(zhì)粒子直徑范圍是                nm。

  ③電子工業(yè)需用30%的FeC13溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅,制造印刷電路板。請寫出FeC13溶液與銅反應(yīng)的離子方程式                                 。

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