(07年山東理綜·29)(15分)鐵及鐵的化合物應(yīng)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(yīng)設(shè)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(yīng)式。
正極反應(yīng) 負投反應(yīng) 。
(3)腐蝕銅板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的濃度均為0.10mol·L-1,請參照下表給出的數(shù)據(jù)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+ | 1.9 | 3.2 |
Fe2+ | 7.0 | 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(fā)現(xiàn)劣質(zhì)不銹鋼在酸中腐蝕緩慢,但在某些鹽溶液中腐蝕現(xiàn)象明顯。請從上表提供的藥品中選擇兩種(水可任選),設(shè)計最佳實驗,驗證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕。
有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式
劣質(zhì)不銹鋼腐蝕的實驗現(xiàn)象
(1)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
(2)
正極反應(yīng):Fe3++e-=Fe2+(或2Fe3++2e-=2Fe2+)
負極反應(yīng):Cu=2Cu2++2e-(或Cu-2e-=Cu2+)
(3)①通入足量氯氣將Fe2+氧化成Fe3+;②加入CuO調(diào)節(jié)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(zhì)生成
(1)Fe3+具有強氧化性,可以把一些金屬單質(zhì)如鐵、銅等氧化成相應(yīng)的離子,F(xiàn)e3+腐蝕銅制電路板利用的就是這個原理,反應(yīng)的離子方程式是:2Fe3+ + Cu====2Fe2+ + Cu2+。
(2)由反應(yīng)2Fe3+ + Cu====2Fe2+ + Cu2+可以判斷出銅化合價升高,發(fā)生氧化反應(yīng),銅做負極,鐵元素化合價降低,F(xiàn)e3+ 發(fā)生還原反應(yīng),正極可以選用石墨棒,電解質(zhì)溶液可以選用氯化鐵溶液;貞洸⒎抡战滩纳系你~鋅原電池裝置,可以畫出此原電池的裝置圖,裝置圖見答案。發(fā)生的電極反應(yīng)為:
正極反應(yīng):Fe3++e-=Fe2+(或2Fe3++2e-=2Fe2+)
負極反應(yīng):Cu=2Cu2++2e-(或Cu-2e-=Cu2+)。
(3)除雜時,要把雜質(zhì)全部除去,又不能引入新的雜質(zhì)。根據(jù)題給信息可知:Fe3+的氫氧化物從開始沉淀到沉淀完全的pH范圍是1.9~3.2,F(xiàn)e2+的氫氧化物從開始沉淀到沉淀完全的pH范圍是7.0~9.0,Cu2+的氫氧化物從開始沉淀到沉淀完全的pH范圍是4.7~6.7。當(dāng)pH為3.2時Fe3+完全沉淀,此時Cu2+不會沉淀,要使Fe2+完全沉淀需要使溶液的pH為9.0,此時Cu2+已經(jīng)完全沉淀。因此,若要除去CuCl2溶液中的Fe3+、Fe2+,需要將Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+,采取的措施是向溶液中同入過量的氯氣;為了不引入其它雜質(zhì),可以向溶液中加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH范圍在3.2~4.7之間,此時Fe3+完全沉淀;最后過濾,即可得到純凈的氯化銅溶液。實驗步驟見答案。
(4)不銹鋼在某些鹽溶液中比在酸溶液中腐蝕明顯,說明這些鹽溶液中的金屬陽離子的氧化性比H+的氧化性強,即這些金屬在金屬活動性順序位于氫的后面。要設(shè)計實驗驗證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕,需要有容易與鐵反應(yīng)的鹽,根據(jù)提供的藥品可知這種鹽是硫酸銅,制取硫酸銅的最佳方案是用氧化銅與稀硫酸反應(yīng)制取,這種方法比濃硫酸與銅反應(yīng)節(jié)省硫酸,并且不產(chǎn)生污染環(huán)境的SO2 。實驗步驟是:①用適量水將濃硫酸稀釋制取稀硫酸,②用氧化銅與稀硫酸反應(yīng)制取硫酸銅,③將不銹鋼加入硫酸銅溶液中觀察現(xiàn)象。有關(guān)化學(xué)方程式和實驗現(xiàn)象見答案。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
(07年高考理綜山東卷?13)下列關(guān)于元素的敘述正確的是m
A.金屬元素與非金屬元素能形成共價化合物
B.只有在原子中,質(zhì)子數(shù)才與核外電子數(shù)相等
C.目前使用的元素周期表中,最長的周期含有36種元素
D.非金屬元素形成的共價化合物中,原子的最外層電子數(shù)只能是2或8
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