Question

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Cu^2＋、Fe^3＋和Fe^2＋的濃度均為0.10 mol·L^－1，請參照下表給出的數據和藥品，簡述除去CuCl₂溶液中Fe^3＋和Fe^2＋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）某科研人員發現劣質不銹鋼在酸中腐蝕緩慢，但在某些鹽溶液中腐蝕現象明顯。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象                                        。

Answer 1

（1）2Fe^3＋＋Cu=2Fe^2＋＋Cu^2＋
（2）裝置圖

正極反應：Fe^3＋＋e^－=Fe^2＋（或2Fe^3＋＋2e^－=2Fe^2＋）
負極反應：Cu=Cu^2＋＋2e^－（或Cu－2e^－=Cu^2＋）
（3）①通入足量氯氣將Fe^2＋氧化成Fe^3＋；②加入CuO調節溶液的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2Fe^3＋＋Cu=2Fe^2＋＋Cu^2＋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，FeCl₃作電解質溶液。
（3）先通入足量Cl₂將Fe^2＋氧化成Fe^3＋，Cl₂＋2Fe^2＋=2Fe^3＋＋2Cl^－，再加入CuO來調節溶液的pH至3.2～4.7，使Fe^3＋轉化為Fe（OH）₃沉淀，過濾達到除去CuCl₂溶液中Fe^3＋和Fe^2＋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
現象為：不銹鋼表面有紫紅色物質生成。