(11分)鐵及鐵的化合物應用廣泛,如FeCl3可用做催化劑、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是______________________。

(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、負極材料及電解質(zhì)溶液),并寫出電極反應式。

正極反應________________,負極反應__________________。

(3)某科研人員發(fā)現(xiàn)劣質(zhì)不銹鋼在某些鹽溶液中腐蝕現(xiàn)象明顯。請從提供的藥品:Cl2 濃H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu中選擇兩種水可任選,設計最佳實驗,驗證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕。

有關反應的化學方程式①_____________________________

②_____________________________。

劣質(zhì)不銹鋼腐蝕的實驗現(xiàn)象_____________________________。

(4)Li—SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解液是LiAlCl4—SOCl2。電池的總反應可表示為:4Li+2SOCl2=== 4LiCl+S+SO2。該電池正極發(fā)生的電極反應為____________________________。

 

【答案】

(1)2Fe3+Cu===2Fe2+Cu2 

           (2)裝置圖如下

正極反應: 2Fe3+2e===2Fe2 或Fe3+e===2e2

負極反應: Cu-2e===Cu2

(3)CuO+H2SO4===CuSO4+H2O         CuSO4+Fe===FeSO4+Cu

不銹鋼表面有紅色物質(zhì)生成,溶液顏色由藍色變成淺綠色

(4)2SOCl2+4e===4Cl+S+SO2

【解析】

試題分析:(1)Fe3+具有強氧化性,可以把一些金屬單質(zhì)如鐵、銅等氧化成相應的離子,F(xiàn)e3+腐蝕銅制電路板利用的就是這個原理,反應的離子方程式是:2Fe3+ + Cu====2Fe2+ + Cu2+。 (2)在原電池中,負極失去電子,正極得到電子,由反應2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+可以判斷出銅化合價升高,發(fā)生氧化反應,銅做負極,反應為:Cu-2e===Cu2。鐵元素化合價降低,F(xiàn)e3+ 發(fā)生還原反應,正極可以選用石墨棒,電解質(zhì)溶液可以選用氯化鐵溶液,反應為:Fe3+e===2e2。仿照教材上的銅鋅原電池裝置,可以畫出原電池的裝置圖。(3)鋼鐵的腐蝕是單質(zhì)鐵變?yōu)殛栯x子,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。要設計實驗驗證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕,需要有容易與鐵反應的鹽,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制取,這種方法比濃硫酸與銅反應節(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制取硫酸銅,3.將不銹鋼加入硫酸銅溶液中觀察現(xiàn)象。(4)電池正極發(fā)生的是還原反應,根據(jù)電池總反應4Li+2SOCl2=== 4LiCl+S+SO2可知,SOCl2發(fā)生還原反應,得到S和SO2,反應方程式為:2SOCl2+4e===4Cl+S+SO2。

考點:原電池設計、物質(zhì)的分離提純、鐵及其化合物

點評:實驗設計與創(chuàng)新能力是高考的重點要求,因為它不僅可以鍛煉學生的各種能力,而且還能夠培養(yǎng)社會所需要的創(chuàng)新型人才,所以設計類題目是以后高考的重點,希望引起重視。

 

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相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

用常見的金屬及化合物的知識填空。

 (1)過氧化鈉可用于宇航員或潛水艇中氧氣再生的來源,請分別寫出宇航員呼出的水蒸

氣和二氧化碳跟過氧化鈉反應的化學方程式:

    ①                                  ;②                                 

 (2)鋁是一種日常生活中應用很廣的重要金屬。

    ①在酒精燈上加熱未經(jīng)打磨的鋁箔,出現(xiàn)的現(xiàn)象是                           。

    ②鋁制炊具長時間燒煮堿性食物的過程中,鋁的保護膜將被破壞。寫出鋁的保護膜與強堿發(fā)生化學反應的離子方程式                              。

(3)鐵是人類較早使用的金屬之一。運用鐵的有關知識,回答下列問題:

①自選合適的氧化劑,將補鐵劑中的Fe2+氧化成Fe3+,寫出相關的離子反應方程式:    

                             。

 ②向沸水中逐滴滴加飽和FeC13溶液,至液體呈透明的紅褐色,形成該分散系的分散質(zhì)粒子直徑范圍是                nm。

  ③電子工業(yè)需用30%的FeC13溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅,制造印刷電路板。請寫出FeC13溶液與銅反應的離子方程式                                 。

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