Question

鐵及鐵的化合物應用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、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）中的反應設計成原電池，請畫出原電池的裝置圖，標出正、

負極，并寫出電極反應式。

正極反應： 。

負極反應： 。

（3）腐蝕銅板后的混合溶液中，若Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋的濃度均為0.10 mol·L－1，請參照下表給出的數據和藥品，簡述除去CuCl2溶液中Fe3＋和Fe2＋的實驗步驟 。

	氫氧化物開始沉淀時的pH	氫氧化物沉淀 完全時的pH
Fe3＋ Fe2＋	1.9 7.0	3.2 9.0
Cu2＋	4.7	6.7
提供的藥品：Cl2　濃H2SO4　NaOH溶液　CuO　Cu

 

（4）某科研人員發現劣質不銹鋼在酸中腐蝕緩慢，但在某些鹽溶液中腐蝕現象明顯。請從上表提供的藥品中選擇兩種（水可任選），設計最佳實驗，驗證劣質不銹鋼易被腐蝕。有關反應的化學方程式 ； ；劣質不銹鋼腐蝕的實驗現象 。

 

Answer 1

（1）2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋

（2）裝置圖

正極反應：Fe3＋＋e－=Fe2＋（或2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋）

負極反應：Cu=Cu2＋＋2e－（或Cu－2e－=Cu2＋）

（3）①通入足量氯氣將Fe2＋氧化成Fe3＋；②加入CuO調節溶液的pH至3.2～4.7；③過濾[除去Fe（OH）3]

（4）CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O CuSO4＋Fe=FeSO4＋Cu 不銹鋼表面有紫紅色物質生成

【解析】（2）根據2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋氧化還原反應和原電池的工作原理進行設計，銅作負極，石墨作正極，FeCl3作電解質溶液。

（3）先通入足量Cl2將Fe2＋氧化成Fe3＋，Cl2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2Cl－，再加入CuO來調節溶液的pH至3.2～4.7，使Fe3＋轉化為Fe（OH）3沉淀，過濾達到除去CuCl2溶液中Fe3＋和Fe2＋的目的。

（4）根據題中信息，選兩種藥品為CuO，濃H2SO4，水。

CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O

Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4

現象為：不銹鋼表面有紫紅色物質生成。