Question

金屬及其化合物的應用很廣泛，現舉幾種常見金屬及其化合物的用途，回答有關問題：

(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，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。請從下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。

濃硫酸、稀硫酸、CuO、NaOH溶液

有關反應的化學方程式____________________________________________________。

劣質不銹鋼腐蝕的實驗現象________________________________________________。

(4)合金在生活和生產上用途越來越廣泛。請用相關的知識解釋在航空業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，電解質溶液為硫酸銅溶液。陽極上發生氧化反應，Cu失去電子，使Cu單質變為Cu^2＋進入溶液：Cu－2e^－===Cu^2＋；陰極上發生還原反應，Cu^2＋得到電子在陰極上析出Cu單質：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生成

(4)①鋁合金比鐵合金要輕，易于用于航空業；

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）氯化鐵能氧化單質銅，反應的離子方程式是2Fe^3＋＋Cu===2Fe^2＋＋Cu^2＋。

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

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

（4）由于①鋁合金比鐵合金要輕，易于用于航空業；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，所以在航空業上鋁合金比鐵合金用途更廣泛。

考點：考查方程式、電極反應式的書寫，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，學生不難得分。該題有利于培養學生嚴謹的邏輯思維能力和發散思維能力，也有利于培養學生的規范答題能力，提特別是語言的組織，實驗方案的設計等。