Question

按要求完成下列各題．
（1）鋼鐵容易生銹的主要原因是因為鋼鐵在煉制過程中混有少量的碳雜質(zhì)，在潮濕的空氣中容易形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕．在空氣酸度不大的環(huán)境中，其負(fù)極是

 

，負(fù)極反應(yīng)式為

 

；正極反應(yīng)式為

 

．
（2）25℃時，將pH=9的NaOH溶液與pH=4的H₂SO₄溶液混合，若所得混合溶液的pH=7，則NaOH溶液與H₂SO₄溶液的體積比為

 

．
（3）某溫度下（K_w=10^-13），SnCl₂溶液中由水電離的c（H⁺）=10^-4mol?L^-1，則該溶液的pH為

 

．
（4）某酸性CuCl₂溶液中含有少量的FeCl₃，為得到純凈的CuCl₂?2H₂O晶體，加入

 

，調(diào)至pH=4，使溶液中的Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，過濾后，將所得濾液低溫蒸發(fā)、濃縮結(jié)晶，可得到CuCl₂?2H₂O晶體．
（5）在空氣中直接加熱CuCl₂?2H₂O晶體得不到純的無水CuCl₂，原因是

 

 （用化學(xué)方程式表示）．由CuCl₂?2H₂O晶體得到純的無水CuCl₂的合理方法是

 

．

Answer 1

考點：金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù),鹽類水解的應(yīng)用,酸堿混合時的定性判斷及有關(guān)ph的計算,物質(zhì)的分離、提純和除雜

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）鋼鐵混有少量的碳雜質(zhì)，在潮濕的空氣中容易形成原電池，中性或弱酸性條件下，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，酸性環(huán)境下，鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕，無論析氫腐蝕、還是吸氧腐蝕，負(fù)極上都是鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，析氫腐蝕，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，吸氧腐蝕正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）根據(jù)溶液的pH計算出溶液中氫離子、氫氧根離子濃度，再列式計算出氫氧化鈉溶液和硫酸溶液的體積；
（3）依據(jù)溶液中的離子積常數(shù)結(jié)合溶液中氫離子濃度計算溶液pH；
（4）加入的物質(zhì)用于調(diào)節(jié)pH以除去雜質(zhì)，主要將鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，且不能引入新雜質(zhì)；
（5）加熱時促進(jìn)氯化銅的水解且生成的氯化氫易揮發(fā)造成水解完全，要想得到較純的無水氯化銅應(yīng)在氯化氫氣流中抑制其水解．

解答： 解：（1）鋼鐵在空氣酸度不大的環(huán)境中，形成原電池發(fā)生吸氧腐蝕，鐵作負(fù)極，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，碳作正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極上鐵電極反應(yīng)式為：2Fe-4e^-═2Fe²⁺，正極碳上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O₂+2H₂0+4e^-═40H^-，
故答案為：Fe；2Fe-4e^-═2Fe²⁺；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
（2）在25℃時所得混合溶液的pH=7，溶液呈中性即酸堿恰好中和，即n（OH^-）=n（H⁺），則V（NaOH）?10^-5 mol?L^-1=V（H₂SO₄）?10^-4 mol?L^-1，得V（NaOH）：V（H₂SO₄）=10：1，
故答案為：10：1；
（3）某溫度下（K_w=10^-13），SnCl₂溶液中由水電離的c（H⁺）=10^-4mol?L^-1，則該溶液的pH依據(jù)溶液中氫離子濃度計算為pH=-lg[H⁺]=-lg10^-4mol/L=4；
故答案為：4；
（4）為得到純凈的CuCl₂?2H₂O晶體要除去氯化鐵，加入的物質(zhì)和氯化鐵反應(yīng)生成氫氧化鐵且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，所以加入物質(zhì)后應(yīng)能轉(zhuǎn)化為氯化銅，所以應(yīng)該加入含銅元素和氫氧根離子的物質(zhì)，可以是氫氧化銅或堿式碳酸銅；
故答案為：Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃ ；
（5）由于CuCl₂在加熱過程中水解被促進(jìn)，且生成的HCl又易揮發(fā)而脫離體系，造成水解完全，堿式氯化銅或氫氧化銅，以至于得到CuO固體，而不是CuCl₂，2CuCl₂?2H₂O

△   .

Cu（OH）₂?CuCl₂+2HCl+2H₂O；想得到無水CuCl₂的合理方法是，讓CuCl₂?2H₂O晶體在干燥的HCl氣流中加熱脫水，
故答案為：2CuCl₂?2H₂O

△   .

Cu（OH）₂?CuCl₂+2HCl+2H₂O，在干燥的HCl氣流中加熱脫水．

點評：本題考查了金屬的電化學(xué)腐蝕、酸堿混合溶液的計算、鹽的水解原理的應(yīng)用，題目綜合性較強(qiáng)，側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力，題目難度中等．