题目

题型：不详难度：来源：

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0.10 mol·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＋ Fe2＋	1.9 7.0	3.2 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                                        。

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[除去Fe（OH）₃]
（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2Fe^3＋＋Cu=2Fe^2＋＋Cu^2＋氧化还原反应和原电池的工作原理进行设计，铜作负极，石墨作正极，FeCl₃作电解质溶液。
（3）先通入足量Cl₂将Fe^2＋氧化成Fe^3＋，Cl₂＋2Fe^2＋=2Fe^3＋＋2Cl^－，再加入CuO来调节溶液的pH至3.2～4.7，使Fe^3＋转化为Fe（OH）₃沉淀，过滤达到除去CuCl₂溶液中Fe^3＋和Fe^2＋的目的。
（4）根据题中信息，选两种药品为CuO，浓H₂SO₄，水。
CuO＋H₂SO₄=CuSO₄＋H₂O
Fe＋CuSO₄=Cu＋FeSO₄
现象为：不锈钢表面有紫红色物质生成。