Question

鐵及鐵的化合物應(yīng)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

2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺

．
（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、負極材料及電解質(zhì)溶液），并寫出電極反應(yīng)式．正極反應(yīng)

2Fe³⁺+2e^-═2Fe²⁺或Fe³⁺+e^-═2e²⁺

，負極反應(yīng)

Cu-2e^-═Cu²⁺

．
（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(shè)計最佳實驗，驗證劣質(zhì)不銹鋼易被腐蝕．有關(guān)反應(yīng)的化學方程式①

CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O

②

CuSO₄+Fe═FeSO₄+Cu

．劣質(zhì)不銹鋼腐蝕的實驗現(xiàn)象

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）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(yīng)可表示為：4Li+2SOCl₂═4LiCl+S+SO₂．該電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為

2SOCl₂+4e^-═4Cl^-+S+SO₂

．

Answer 1

分析：（1）銅和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子和銅離子；
（2）根據(jù)反應(yīng)方程式知，易失電子的金屬作負極，不如銅活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，氯化鐵溶液作電解質(zhì)溶液，正極上鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，負極上銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）根據(jù)劣質(zhì)不銹鋼能與某些鹽溶液反應(yīng)而被腐蝕，所以要根據(jù)所給藥品制取鹽溶液，制取鹽溶液時要考慮環(huán)保，且該鹽溶液與鐵反應(yīng)時有明顯的現(xiàn)象；
（4）正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)．

解答：解：（1）Fe³⁺有強氧化性，能把金屬銅氧化成銅離子，自身被還原成 Fe²⁺，反應(yīng)方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）設(shè)計成原電池時，負極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，該電池反應(yīng)中三價鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以正極上的電極反應(yīng)式為Fe³⁺+e^-=Fe²⁺（或2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺），銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以負極上的電極反應(yīng)式為Cu=2Cu²⁺+2e^-（或Cu-2e^-=Cu²⁺）；
電池反應(yīng)中發(fā)生氧化反應(yīng)的金屬作負極，所以銅作負極，不如負極活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，可選石墨作正極，發(fā)生還原反應(yīng)的電解質(zhì)溶液作原電池的電解質(zhì)溶液，所以該原電池圖為，
故答案為：；Fe³⁺+e^-=Fe²⁺（或2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺）；Cu=2Cu²⁺+2e^-（或Cu-2e^-=Cu²⁺）；
（3）劣質(zhì)不銹鋼能與某些鹽溶液反應(yīng)而被腐蝕，給取的藥品沒有鹽溶液，所以用給取的藥品制取鹽溶液，可用銅與濃硫酸反應(yīng)制取硫酸銅溶液，也可用氧化銅和稀硫酸制取硫酸銅溶液，但銅與濃硫酸反應(yīng)生成有毒氣體，不環(huán)保，所以用氧化銅和稀硫酸反應(yīng)制取硫酸銅溶液；硫酸銅和鐵反應(yīng)產(chǎn)生銅單質(zhì)，所以可觀察到不銹鋼表面有紫紅色物質(zhì)生成，
故答案為：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O；CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu；不銹鋼表面有紫紅色物質(zhì)生成；
（4）正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2SOCl₂+4e^-═4Cl^-+S+SO₂，故答案為：2SOCl₂+4e^-═4Cl^-+S+SO₂．

點評：本題考查了原電池的工作原理及原電池的設(shè)計，難度較大，原電池的設(shè)計是學習的重點和難度．