Question

（11分）铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl₃可用做催化剂、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是______________________。
（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、负极材料及电解质溶液），并写出电极反应式。
正极反应________________，负极反应__________________。
（3）某科研人员发现劣质不锈钢在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从提供的药品:Cl₂　浓H₂SO₄　NaOH溶液　CuO　Cu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①_____________________________
②_____________________________。
劣质不锈钢腐蚀的实验现象_____________________________。
（4）Li—SOCl₂电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl₄—SOCl₂。电池的总反应可表示为：4Li＋2SOCl₂=== 4LiCl＋S＋SO₂。该电池正极发生的电极反应为____________________________。

Answer 1

（1）2Fe^3＋＋Cu===2Fe^2＋＋Cu^2＋ 
          （2）装置图如下
正极反应： 2Fe^3＋＋2e^－===2Fe^2＋或Fe^3＋＋e^－===2e^2＋
负极反应： Cu－2e^－===Cu^2＋
（3）CuO＋H₂SO₄===CuSO₄＋H₂O         CuSO₄＋Fe===FeSO₄＋Cu
不锈钢表面有红色物质生成，溶液颜色由蓝色变成浅绿色
（4）2SOCl₂＋4e^－===4Cl^－＋S＋SO₂

解析试题分析：（1）Fe³⁺具有强氧化性，可以把一些金属单质如铁、铜等氧化成相应的离子，Fe³⁺腐蚀铜制电路板利用的就是这个原理，反应的离子方程式是：2Fe³⁺ + Cu====2Fe²⁺ + Cu²⁺。（2）在原电池中，负极失去电子，正极得到电子，由反应2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺可以判断出铜化合价升高，发生氧化反应，铜做负极，反应为：Cu－2e^－===Cu^2＋。铁元素化合价降低，Fe³⁺ 发生还原反应，正极可以选用石墨棒，电解质溶液可以选用氯化铁溶液，反应为：Fe^3＋＋e^－===2e^2＋。仿照教材上的铜锌原电池装置，可以画出原电池的装置图。（3）钢铁的腐蚀是单质铁变为阳离子，不锈钢在某些盐溶液中比在酸溶液中腐蚀明显，说明这些盐溶液中的金属阳离子的氧化性比H⁺的氧化性强，即这些金属在金属活动性顺序位于氢的后面。要设计实验验证劣质不锈钢易被腐蚀，需要有容易与铁反应的盐，根据提供的药品可知这种盐是硫酸铜，制取硫酸铜的最佳方案是用氧化铜与稀硫酸反应制取，这种方法比浓硫酸与铜反应节省硫酸，并且不产生污染环境的SO₂。实验步骤是：1.用适量水将浓硫酸稀释制取稀硫酸，2.用氧化铜与稀硫酸反应制取硫酸铜，3.将不锈钢加入硫酸铜溶液中观察现象。（4）电池正极发生的是还原反应，根据电池总反应4Li＋2SOCl₂=== 4LiCl＋S＋SO₂可知，SOCl₂发生还原反应，得到S和SO₂，反应方程式为：2SOCl₂＋4e^－===4Cl^－＋S＋SO₂。
考点：原电池设计、物质的分离提纯、铁及其化合物
点评：实验设计与创新能力是高考的重点要求，因为它不仅可以锻炼学生的各种能力，而且还能够培养社会所需要的创新型人才，所以设计类题目是以后高考的重点，希望引起重视。