Question

（11分）鐵及鐵的化合物應用廣泛，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______________________。
（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、負極材料及電解質溶液），并寫出電極反應式。
正極反應________________，負極反應__________________。
（3）某科研人員發現劣質不銹鋼在某些鹽溶液中腐蝕現象明顯。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①_____________________________
②_____________________________。
劣質不銹鋼腐蝕的實驗現象_____________________________。
（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。電池的總反應可表示為：4Li＋2SOCl₂=== 4LiCl＋S＋SO₂。該電池正極發生的電極反應為____________________________。

Answer 1

（1）2Fe^3＋＋Cu===2Fe^2＋＋Cu^2＋ 
          （2）裝置圖如下
正極反應： 2Fe^3＋＋2e^－===2Fe^2＋或Fe^3＋＋e^－===2e^2＋
負極反應： Cu－2e^－===Cu^2＋
（3）CuO＋H₂SO₄===CuSO₄＋H₂O         CuSO₄＋Fe===FeSO₄＋Cu
不銹鋼表面有紅色物質生成，溶液顏色由藍色變成淺綠色
（4）2SOCl₂＋4e^－===4Cl^－＋S＋SO₂

試題分析：（1）Fe³⁺具有強氧化性，可以把一些金屬單質如鐵、銅等氧化成相應的離子，Fe³⁺腐蝕銅制電路板利用的就是這個原理，反應的離子方程式是：2Fe³⁺ + Cu====2Fe²⁺ + Cu²⁺。（2）在原電池中，負極失去電子，正極得到電子，由反應2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺可以判斷出銅化合價升高，發生氧化反應，銅做負極，反應為：Cu－2e^－===Cu^2＋。鐵元素化合價降低，Fe³⁺ 發生還原反應，正極可以選用石墨棒，電解質溶液可以選用氯化鐵溶液，反應為：Fe^3＋＋e^－===2e^2＋。仿照教材上的銅鋅原電池裝置，可以畫出原電池的裝置圖。（3）鋼鐵的腐蝕是單質鐵變為陽離子，不銹鋼在某些鹽溶液中比在酸溶液中腐蝕明顯，說明這些鹽溶液中的金屬陽離子的氧化性比H⁺的氧化性強，即這些金屬在金屬活動性順序位于氫的后面。要設計實驗驗證劣質不銹鋼易被腐蝕，需要有容易與鐵反應的鹽，根據提供的藥品可知這種鹽是硫酸銅，制取硫酸銅的最佳方案是用氧化銅與稀硫酸反應制取，這種方法比濃硫酸與銅反應節省硫酸，并且不產生污染環境的SO₂。實驗步驟是：1.用適量水將濃硫酸稀釋制取稀硫酸，2.用氧化銅與稀硫酸反應制取硫酸銅，3.將不銹鋼加入硫酸銅溶液中觀察現象。（4）電池正極發生的是還原反應，根據電池總反應4Li＋2SOCl₂=== 4LiCl＋S＋SO₂可知，SOCl₂發生還原反應，得到S和SO₂，反應方程式為：2SOCl₂＋4e^－===4Cl^－＋S＋SO₂。
點評：實驗設計與創新能力是高考的重點要求，因為它不僅可以鍛煉學生的各種能力，而且還能夠培養社會所需要的創新型人才，所以設計類題目是以后高考的重點，希望引起重視。