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:
题型:不详难度:来源:
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 。 |
答案
(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。 |
举一反三
取少量Fe2O3粉末(红棕色)加入适量盐酸,发生反应的化学方程式: ,反应后得到的溶液呈 色。用此溶液分别做如下实验: (1)取少量溶液置于试管中,滴入几滴NaOH溶液,可观察到有红褐色沉淀生成,反应的化学方程式为 ,此反应属于 。 (2)在小烧杯中加入20 mL蒸馏水,加热至沸腾后,向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液,继续煮沸至溶液呈 色,即制得Fe(OH)3胶体。 (3)取另一只小烧杯也加入20 mL蒸馏水,向烧杯中加入1 mL FeCl3溶液,振荡均匀后,将此烧杯(编号甲)与盛有Fe(OH)3胶体的烧杯(编号乙)一起放置于暗处,分别用激光笔照射烧杯中的液体,可以看到 烧杯中的液体产生丁达尔效应。这个实验可以用来区别 。 (4)取乙烧杯中少量Fe(OH)3胶体置于试管中,向试管中滴加一定量的稀HI溶液,边滴加边振荡,会出现一系列变化。 ①先出现红褐色沉淀,随后沉淀溶解,溶液呈黄色,写出此反应的离子方程式: 。 ②最后溶液颜色加深,原因是 。(用离子方程式表示)。 ③用稀盐酸代替稀HI溶液,能出现上述哪些相同的变化现象 (写序号)。 |
在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶,再加入下列物质:①FeCl3②Fe2O3③Cu(NO3)2④KNO3,铜粉溶解的是( )A.只有①或② | B.只有②或④ | C.只有①或②或③ | D.上述四种物质中任意一种 |
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在含有1 mol FeSO4的溶液中投入一小块金属钠,反应完全后,滤出沉淀并洗涤,然后在空气中灼烧沉淀,得到的固体物质是( )A.Fe | B.FeO | C.Fe(OH)3 | D.Fe2O3 |
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将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是( )A.铁有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-浓度基本不变 | B.往溶液中滴入无色KSCN溶液,显黄色 | C.Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6:1 | D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:5 |
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在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液处理和资源回收的过程简述如下: Ⅰ.向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和滤液; Ⅱ.向滤液中加入一定量石灰水,调节溶液pH,同时鼓入足量的空气。 已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 回答下列问题: (1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为______________________________; (2)过程Ⅰ加入铁屑的主要作用是________,分离得到固体的主要成分是______________,从固体中分离出铜需采用的方法是________________; (3)过程Ⅱ中发生反应的化学方程式为______________; (4)过程Ⅱ中调节溶液的pH为5,金属离子浓度为________。(列式计算) |
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