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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(shù)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(fā)現(xiàn)劣質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(xiàn)象                                        。
(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(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生成
(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,F(xiàn)eCl3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(jié)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(xiàn)象為:不銹鋼表面有紫紅色物質生成。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

證明某溶液只含有Fe2而不含有Fe3的實驗方法是
A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后顯紅色
B.先滴加KSCN溶液,不顯紅色,再滴加氯水后顯紅色
C.滴加NaOH溶液,先產生白色沉淀,后變?yōu)榛揖G色,最后呈紅褐色
D.只需滴加KSCN溶液

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

CoxFe3-xO4磁粉是一種比較好的高矯頑力磁粉。工業(yè)上以FeSO4為原料制備CoxFe3-xO4的主要步驟如下:

(1)步驟①是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液,在40℃下攪拌生成FeOOH晶種。生成晶種的化學方程式為      ;
(2)步驟②將晶種移到放有FeSO4溶液和鐵皮的生長槽中,升溫到60℃,吹入空氣,待晶種長大到一定尺寸后,過濾、水洗、干燥,得FeOOH粉末。生長槽中放入鐵皮的目的是      ,吹入空氣的作用為        。
(3)步驟③將FeOOH在200~300℃下加熱脫水,生成紅色Fe2O3。實驗室完成該操作需要下列儀器中的        (填字母)。
a.蒸發(fā)皿  b.燒杯  c.坩堝  d.泥三角  e.酒精燈
(4)步驟④通入H2,加熱至300~400℃,生成Fe3O4。通入H2前要向加熱爐中通入N2,其作用為        。
(5)步驟⑤加入CoSO4溶液,所得粗產品經過濾、洗滌、干燥即得成品。檢驗粗產品洗滌干凈的實驗操作和現(xiàn)象是        。
(6)某研究小組欲用鋰離子電池正極廢料(含LiCoO2、鋁箔、鐵的氧化物)制備CoSO4·7H2O晶體。下表列出了相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L-1計算)。
金屬離子
開始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3
1.1
3.2
Fe2
5.8
8.8
Co2
6.9
9.4
 
請完成下列實驗步驟(可選用的試劑:H2O2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液):
①用N-甲基吡咯烷酮在120℃下浸洗正極廢料,使LiCoO2與鋁箔分離,得到LiCoO2粗品并回收鋁。
        。
③向所得粗品CoSO4溶液中加入NaOH溶液,調節(jié)pH約為5,過濾。
        。
⑤將Co(OH)2沉淀溶于稀硫酸中,蒸發(fā)濃縮、降溫結晶,得到CoSO4·7H2O晶體。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

用足量的CO還原14 g鐵的氧化物的混合物,將生成的氣體通入足量的澄清石灰水中,生成沉淀25 g,則這種混合物組成是①FeO、Fe2O3 ②FeO、Fe3O4 ③Fe2O3、Fe3O4中的    ,其物質的量之比為     。 

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

在FeCl3溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中,廢液處理和資源回收的過程簡述如下:
Ⅰ.向廢液中投入過量鐵屑,充分反應后分離出固體和濾液;
Ⅱ.向濾液中加入一定量石灰水,調節(jié)溶液pH,同時鼓入足量的空氣。
已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38
回答下列問題:
(1)FeCl3蝕刻銅箔反應的離子方程式為______________________________;
(2)過程Ⅰ加入鐵屑的主要作用是________,分離得到固體的主要成分是______________,從固體中分離出銅需采用的方法是________________;
(3)過程Ⅱ中發(fā)生反應的化學方程式為______________;
(4)過程Ⅱ中調節(jié)溶液的pH為5,金屬離子濃度為________。(列式計算)

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

工業(yè)上用粗氧化銅(含雜質FeO)為原料制取氯化銅晶體(CuCl2·2H2O)的生產流程如下:

物質
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
完全沉淀時的pH
≥9.6
≥6.4
3~4
(1)寫出向溶液A中加入NaClO的離子方程式___________________________________。
(2)沉淀C的化學式為________。
(3)實驗室如何檢驗沉淀E已洗滌干凈?________。
(4)低溫蒸發(fā)的目的是______________________________________。
(5)流程中兩次加入了CuO,而不是一次性向溶液B中加入過量的CuO,其理由是________________________________________________。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

在冶金工業(yè)上,均不能用通;瘜W還原劑制得的金屬組是(  )。
A.Na,Mg,AlB.Na,K,Zn,F(xiàn)e
C.Zn,F(xiàn)e,Cu,AgD.Mg,Al,Zn,F(xiàn)e

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

硫酸銅在工農業(yè)生產和生活中都有重要的應用。請回答下列問題:
(1)銅與濃硫酸共熱是制備硫酸銅的方法之一,寫出反應的化學方程式:__________________。但該反應生成的氣體污染環(huán)境。為避免環(huán)境污染,可在銅粉與稀硫酸的混合物中通入熱空氣,反應的總化學方程式為____________________。
(2)將銅粉置于稀硫酸中不發(fā)生反應,加入雙氧水,則銅粉可逐漸溶解。寫出反應的離子方程式:____________________。
(3)將適量稀硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中,加熱使之反應完全,通過蒸發(fā)、結晶可得到硫酸銅晶體。為了節(jié)約原料,H2SO4和HNO3的物質的量之比最佳為________________。
(4)用惰性電極電解硫酸銅溶液,實驗裝置如圖甲所示。圖乙是電解過程中產生氣體的總體積V與轉移電子的物質的量n(e)的關系圖。

電解過程中,a電極的現(xiàn)象是______________;b電極的電極反應式為____________________。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:實驗題

某學習小組擬通過實驗探究綠礬(FeSO4·7H2O)熱分解的產物。
【實驗前準備】
(1)理論分析  小組成員從理論上分析,認為下列分解產物不可能的是           
a.Fe2O3、SO3、H2O                         b.Fe2O3、SO2、SO3、H2O
c.FeO、Fe2O3、SO2、SO3、H2O
(2)查閱資料 常壓下SO3熔點16.8℃,沸點44.6℃
【實驗探究】
針對以上可能的組合猜想,該學習小組設計如下圖所示的實驗裝置(圖中加熱、夾持儀器等均省略):

(3)實驗過程
①儀器連接后,檢查裝置A與B氣密性的操作為                                              。
②取一定量綠礬固體置于A中,通入N2以驅盡裝置內的空氣,關閉k,用酒精燈加熱
雙通管。
③觀察到A 中固體逐漸變紅棕色,B中試管收集到無色液體,C中溶液褪色。
④待A中反應完全并冷卻至室溫后,取少量反應后固體于試管中,加入硫酸溶解,取
少量滴入幾滴KSCN溶液,溶液變紅色。
⑤往B裝置的試管中滴入幾滴BaCl2溶液,溶液變渾濁。
( 4)實驗結果分析
結論1:B中收集到的液體是                  。
結論2:C中溶液褪色,可推知產物中有                   。
結論3:綜合分析上述實驗③和④可推知固體產物一定有Fe2O3。
【實驗反思】
(5)請指出該小組設計的實驗裝置的明顯不足:                                              
(6)分解后的固體中可能含有少量FeO,取上述實驗④中鹽酸溶解后的溶液少許于試管中,
選用一種試劑鑒別,該試劑最合適的是          。
a.氯水和KSCN溶液     b.酸性KMnO4溶液      c. H2O2     d. NaOH溶液

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