Question

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0.10 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＋	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 。

 

Answer 1

（1）2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋

（2）装置图

正极反应：Fe3＋＋e－=Fe2＋（或2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋）

负极反应：Cu=Cu2＋＋2e－（或Cu－2e－=Cu2＋）

（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]

（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2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋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Fe2＋氧化成Fe3＋，Cl2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2Cl－，再加入CuO来调节溶液的pH至3.2～4.7，使Fe3＋转化为Fe（OH）3沉淀，过滤达到除去CuCl2溶液中Fe3＋和Fe2＋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。