Question

（7分）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。

正極反應式：                       ，負極反應式：                        。

(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＋	1.9	3.2
Fe2＋	7.0	9.0
Cu2＋	4.7	6.7
提供的藥品：Cl2　濃硫酸　NaOH溶液　CuO　Cu

 

Answer 1

【答案】

（7分,每空1分，裝置圖1分，第（3）小問3分） (1)2Fe^3＋＋Cu===2Fe^2＋＋Cu^2＋

(2)裝置圖  2Fe^3＋＋2e^－===2Fe^2＋   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pH至3.2～4.7；

③過濾[除去Fe(OH)₃]

【解析】（1）氯化鐵能溶解單質銅，反應的方程式是2Fe^3＋＋Cu===2Fe^2＋＋Cu^2＋。

（2）由于原電池中負極失去電子，正極得到電子，因此根據反應式可知，負極是銅，正極可以是石墨等，而電解質溶液應該是氯化鐵，裝置圖為（見答案）。其中電極反應式是正極：2Fe^3＋＋2e^－===2Fe^2＋、負極：Cu－2e^－===Cu^2＋。

（3）根據表中數據可知，沉淀亞鐵離子的pH大于沉淀銅離子的pH，所以應該將溶液中的亞鐵離子氧化生成鐵離子，然后在調節pH將鐵離子沉淀出來。即正確的做法是①通入足量氯氣將Fe^2＋氧化成Fe^3＋； ②加入CuO調節溶液pH至3.2～4.7；③過濾[除去Fe(OH)₃]。