Question

金屬及其化合物的應(yīng)用很廣泛，現(xiàn)舉幾種常見金屬及其化合物的用途，回答有關(guān)問題：

(1)FeCl₃溶液常用于腐蝕印刷電路銅板，其離子方程式為：_______________________________。

(2)黃銅礦熔煉后得到的粗銅中含少量Fe、Ag、Au等金屬雜質(zhì)，需進一步采用電解法精制。請簡述粗銅電解得到精銅的原理：_________________________________________。

(3)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。請從下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。

濃硫酸、稀硫酸、CuO、NaOH溶液

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________________________________________________。

(4)合金在生活和生產(chǎn)上用途越來越廣泛。請用相關(guān)的知識解釋在航空業(yè)上鋁合金比鐵合金用途更廣泛的原因。

 

Answer 1

【答案】

(1)2Fe^3＋＋Cu===2Fe^2＋＋Cu^2＋

(2)電解池中，粗銅作陽極，精銅作陰極，電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液。陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu失去電子，使Cu單質(zhì)變?yōu)镃u^2＋進入溶液：Cu－2e^－===Cu^2＋；陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，Cu^2＋得到電子在陰極上析出Cu單質(zhì)：Cu^2＋＋2e^－===Cu，從而達到精制Cu的目的。

(3)CuO＋H₂SO₄===CuSO₄＋H₂O      CuSO₄＋Fe===FeSO₄＋Cu  不銹鋼表面有紫紅色物質(zhì)生成

(4)①鋁合金比鐵合金要輕，易于用于航空業(yè)；

②鋁合金表面易形成致密的氧化膜，此氧化膜耐高溫，防腐蝕，而鐵合金的氧化膜易脫落，起不到防腐蝕的作用。

【解析】

試題分析：（1）氯化鐵能氧化單質(zhì)銅，反應(yīng)的離子方程式是2Fe^3＋＋Cu===2Fe^2＋＋Cu^2＋。

（2）根據(jù)電解原理可知，電解池中，粗銅作陽極，精銅作陰極，電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液。陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu失去電子，使Cu單質(zhì)變?yōu)镃u^2＋進入溶液：Cu－2e^－＝Cu^2＋；陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，Cu^2＋得到電子在陰極上析出Cu單質(zhì)：Cu^2＋＋2e^－＝Cu，從而達到精制Cu的目的。

（3）由于鐵是活潑的金屬，能和硫酸銅反應(yīng)生成銅單質(zhì)，據(jù)此可以進行有關(guān)的驗證。所以選擇的試劑是稀硫酸和氧化銅，反應(yīng)的方程式分別是CuO＋H₂SO₄＝CuSO₄＋H₂O 、CuSO₄＋Fe＝FeSO₄＋Cu，因此實驗現(xiàn)象是不銹鋼表面有紫紅色物質(zhì)生成。

（4）由于①鋁合金比鐵合金要輕，易于用于航空業(yè)；②鋁合金表面易形成致密的氧化膜，此氧化膜耐高溫，防腐蝕，而鐵合金的氧化膜易脫落，起不到防腐蝕的作用，所以在航空業(yè)上鋁合金比鐵合金用途更廣泛。

考點：考查方程式、電極反應(yīng)式的書寫，金屬的腐蝕與防護

點評：該題是中等難度的試題，試題考查的知識點比較多，但很基礎(chǔ)，學(xué)生不難得分。該題有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力和發(fā)散思維能力，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)范答題能力，提特別是語言的組織，實驗方案的設(shè)計等。