Question

鐵及鐵的化合物應(yīng)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(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，請畫出原電池的裝置圖（標(biāo)出電極材料和電解質(zhì)溶液），并寫出電極反應(yīng)式．
正極反應(yīng)

 

，負(fù)投反應(yīng)

 

．
（3）某同學(xué)用碳棒、銅棒和稀硫酸為原材料，以及一些必要條件，實(shí)現(xiàn) Cu+H₂SO₄（�。�=CuSO₄+H₂↑反應(yīng)．
請?jiān)诳騼?nèi)畫出能夠?qū)崿F(xiàn)這一反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖．
（4）另一位同學(xué)在做（3）反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，看到碳棒和銅棒上都有氣泡產(chǎn)生，但銅棒沒有被腐蝕．請你分析其原因

 

，此時(shí)的總反應(yīng)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理,鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉(zhuǎn)變

專題：電化學(xué)專題,元素及其化合物

分析：（1）Fe³⁺有強(qiáng)氧化性，能把金屬銅氧化成銅離子；
（2）根據(jù)電池反應(yīng)式設(shè)計(jì)原電池，由發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)類型設(shè)計(jì)正負(fù)極，將發(fā)生氧化反應(yīng)的金屬單質(zhì)設(shè)計(jì)成負(fù)極，比負(fù)極不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僭O(shè)計(jì)成正極，反應(yīng)物中的電解質(zhì)設(shè)計(jì)為電解質(zhì)溶液；
（3）要實(shí)現(xiàn)Cu+H₂SO₄（�。┄TCuSO₄+H₂↑，應(yīng)形成電解池反應(yīng)，銅為陽極，碳為陰極，陽極發(fā)生Cu-2e^-=Cu²⁺，陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑；
（4）某同學(xué)在做一定條件下銅與稀硫酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，看到碳棒上有氣泡產(chǎn)生，但銅棒卻沒有被腐蝕，銅應(yīng)為陰極，連接電源的負(fù)極，碳為正極；電解反應(yīng)為電解水．

解答： 解：（1）Fe³⁺有強(qiáng)氧化性，能把金屬銅氧化成銅離子，自身被還原成 Fe²⁺，反應(yīng)方程式為2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
（2）設(shè)計(jì)成原電池時(shí)，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，該電池反應(yīng)中三價(jià)鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以正極上的電極反應(yīng)式為Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以負(fù)極上的電極反應(yīng)式為Cu-2e^-=Cu²⁺；電池反應(yīng)中發(fā)生氧化反應(yīng)的金屬作負(fù)極，所以銅作負(fù)極，不如負(fù)極活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，可選石墨作正極，發(fā)生還原反應(yīng)的電解質(zhì)溶液作原電池的電解質(zhì)溶液，所以該原電池圖為，
故答案為：； 2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；Cu-2e^-=Cu²⁺；
（3）要實(shí)現(xiàn)Cu+H₂SO₄（�。┄TCuSO₄+H₂↑，應(yīng)形成電解池反應(yīng)，銅為陽極，碳為陰極，陽極發(fā)生Cu-2e^-=Cu²⁺，陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，則可發(fā)生Cu+H₂SO₄（稀）

通電  .

CuSO₄+H₂↑，裝置圖為，
故答案為：；
（4）某同學(xué)在做一定條件下銅與稀硫酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，看到碳棒上有氣泡產(chǎn)生，但銅棒卻沒有被腐蝕，銅應(yīng)為陰極，連接電源的負(fù)極，碳為陽極，電池中的反應(yīng)為電解水的反應(yīng)，其電解總方程為：2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑；
故答案為：兩極與電源的正負(fù)極接反了，或銅棒接電源的負(fù)極；2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂．

點(diǎn)評：本題考查了電解原理的分析應(yīng)用，主要是電極反應(yīng)，電極判斷方法，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．