Question

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(fā)現(xiàn)劣質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(xiàn)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(fā)生的電極反應為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）銅和鐵離子反應生成亞鐵離子和銅離子；
（2）根據(jù)反應方程式知，易失電子的金屬作負極，不如銅活潑的金屬或導電的非金屬作正極，氯化鐵溶液作電解質溶液，正極上鐵離子得電子發(fā)生還原反應，負極上銅失電子發(fā)生氧化反應；
（3）根據(jù)劣質不銹鋼能與某些鹽溶液反應而被腐蝕，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時有明顯的現(xiàn)象；
（4）正極上得電子發(fā)生還原反應．
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⁺，反應方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）設計成原電池時，負極上發(fā)生氧化反應，正極上發(fā)生還原反應，該電池反應中三價鐵離子得電子發(fā)生還原反應，所以正極上的電極反應式為Fe³⁺+e^-=Fe²⁺（或2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺），銅失電子發(fā)生氧化反應，所以負極上的電極反應式為Cu=2Cu²⁺+2e^-（或Cu-2e^-=Cu²⁺）；
電池反應中發(fā)生氧化反應的金屬作負極，所以銅作負極，不如負極活潑的金屬或導電的非金屬作正極，可選石墨作正極，發(fā)生還原反應的電解質溶液作原電池的電解質溶液，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）劣質不銹鋼能與某些鹽溶液反應而被腐蝕，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，但銅與濃硫酸反應生成有毒氣體，不環(huán)保，所以用氧化銅和稀硫酸反應制取硫酸銅溶液；硫酸銅和鐵反應產(chǎn)生銅單質，所以可觀察到不銹鋼表面有紫紅色物質生成，
故答案為：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O；CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu；不銹鋼表面有紫紅色物質生成；
（4）正極上得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為：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計，難度較大，原電池的設計是學習的重點和難度．