Question

 I.类比法是化学学习中常用的方法，已知硝酸能把铁氧化成Fe(NO₃)₃,但当铁过量时，产物是 Fe(NO₃)₂。某同学受此启发，提出一个相似的观点：氯气与铁粉反应，当Cl₂足量时生称FeCl₃,当铁粉过量时产物是FeCl₂,为了验证该观点是否正确，该同学将一定量的铁粉与Cl₂恰好完全反应得到一固体物质，然后通过实验确定其成分。探究过程如下：

⑴提出假设：

假设1：该固体物质是FeCl₂                                        

假设2：该固体物质是FeCl₃

假设3：该固体物质是            

⑵设计实验方案：

取少量固体物质置于烧杯中，加适量水溶解，得到溶液A，然后取两份A溶液分别进行实验，实验现象与结论如下表：

 

实验方法	实验现象	结论
在溶液中加KSCN溶液		固体物质中有FeCl3
在KMnO4溶液中加少量A 溶液	KmnO4溶液颜色无明显变化	固体物质中不含

Ⅱ.电子工业常用30%的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘版上的铜箔，制造印刷电路板。某工程师为了从废液中回收铜，重新获得FeCl₃溶液，设计了下列实验步骤：

⑶①写出一个能证明还原性Fe比Cu强的离子方程式：                    ，该反应在上图步骤           中发生。

②甲、乙、丙、丁四位同学利用上述反应原理，分别设计的原电池如下图所示：

四位同学的设计的原电池装置图，符合上述反应原理的是                 。

③请写出正、负极的电解反应式：

正极：                   、负极：                   （电极反应式）。

⑷上述过程回收的铜是粗铜，为了获得更纯的铜必须进行电解精炼。写出电解精炼时阳极材料及电极反应式                     

Answer 1

 ⑴ FeCl₂和FeCl₃ ；⑵溶液呈红色；FeCl₂；⑶①Fe＋Cu^2＋＝Fe²⁺＋Cu；①；②甲、丙、丁；③Cu^2＋+2e^－=Cu；Fe－2e^－=Fe^2＋；⑷粗铜；Cu-2e^-=Cu²⁺。

解析:I. 根据铁与硝酸在不同条件下可被氧化成两种产物，推断铁粉与Cl₂反应也可能生成FeCl₂或FeCl₃或两种物质的混合物。根据KSCN溶液能与Fe^3＋显红色，可检验产物中是否含有FeCl₃。根据酸性KMnO₄溶液能氧化Fe^2＋而退色，可验证产物中是否含有FeCl₂。

Ⅱ. 从腐蚀废液中回收铜的实验过程如下：

 

利用Fe能从 CuCl₂溶液中置换出铜，来证明Fe比Cu的还原性强。反应方程式为：Fe＋CuCl₂＝Cu＋FeCl₂。用该反应设计原电池时可用Fe作负极，Cu（或者碳）作正极，CuCl₂溶液后CuSO₄溶液作电解质的溶液。电解精炼铜时，粗铜作阳极(Cu-2e^-=Cu²⁺)，纯铜作阴极(Cu^2＋＋2e^－→Cu)，含Cu^2＋的溶液作电解质的溶液。