Question

鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛．如FeCl₃可用印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等．
（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)計成原電池，請畫出原電池的裝置圖，標(biāo)出正、負極，及電解質(zhì)溶液
（3）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．請從下面提供的藥品中選擇 （水可任選），設(shè)計 最佳實驗，驗證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕．有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

劣質(zhì)不銹鋼腐蝕的實驗現(xiàn)象

 

（提供的藥品有：提供的藥品NaCl、濃H₂SO₄、NaOH溶液、CuSO₄  ）

Answer 1

考點：設(shè)計原電池,金屬的電化學(xué)腐蝕與防護,鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉(zhuǎn)變

專題：電化學(xué)專題,元素及其化合物

分析：（1）氯化鐵具有氧化性，能和Cu發(fā)生氧化會反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅；
（2）該反應(yīng)中，銅發(fā)生氧化反應(yīng)作負極、不如銅活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髫摌O，氯化鐵溶液作電解質(zhì)溶液；
（3）根據(jù)劣質(zhì)不銹鋼能與某些鹽溶液反應(yīng)而被腐蝕，所以要根據(jù)所給藥品制取鹽溶液，制取鹽溶液時要考慮環(huán)保，且該鹽溶液與鐵反應(yīng)時有明顯的現(xiàn)象．

解答： 解：（1）Fe³⁺有強氧化性，能把金屬銅氧化成銅離子，自身被還原成 Fe²⁺，反應(yīng)方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）設(shè)計成原電池時，負極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，該電池反應(yīng)中三價鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以正極上的電極反應(yīng)式為Fe³⁺+e^-=Fe²⁺（或2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺），銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以負極上的電極反應(yīng)式為Cu=2Cu²⁺+2e^-（或Cu-2e^-=Cu²⁺）；
電池反應(yīng)中發(fā)生氧化反應(yīng)的金屬作負極，所以銅作負極，不如負極活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，可選石墨作正極，發(fā)生還原反應(yīng)的電解質(zhì)溶液作原電池的電解質(zhì)溶液，所以該原電池圖為，故答案為：；
（3）劣質(zhì)不銹鋼能與某些鹽溶液反應(yīng)而被腐蝕，給取的藥品沒有鹽溶液，所以用給取的藥品制取鹽溶液，可用銅與濃硫酸反應(yīng)制取硫酸銅溶液，也可用氧化銅和稀硫酸制取硫酸銅溶液，但銅與濃硫酸反應(yīng)生成有毒氣體，不環(huán)保，所以用氧化銅和稀硫酸反應(yīng)制取硫酸銅溶液，反應(yīng)方程式為CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O、CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu；硫酸銅和鐵反應(yīng)產(chǎn)生銅單質(zhì)，所以可觀察到不銹鋼表面有紫紅色物質(zhì)生成．
故答案為：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O、CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu；不銹鋼表面有紫紅色物質(zhì)生成．

點評：本題考查了原電池設(shè)計，知道哪些反應(yīng)能設(shè)計成原電池，根據(jù)反應(yīng)中元素化合價變化確定正負極、電解質(zhì)溶液，原電池設(shè)計是學(xué)習(xí)難點，也是考試熱點．