Question

 I.類比法是化學(xué)學(xué)習(xí)中常用的方法，已知硝酸能把鐵氧化成Fe(NO₃)₃,但當(dāng)鐵過量時(shí)，產(chǎn)物是 Fe(NO₃)₂。某同學(xué)受此啟發(fā)，提出一個(gè)相似的觀點(diǎn)：氯氣與鐵粉反應(yīng)，當(dāng)Cl₂足量時(shí)生稱FeCl₃,當(dāng)鐵粉過量時(shí)產(chǎn)物是FeCl₂,為了驗(yàn)證該觀點(diǎn)是否正確，該同學(xué)將一定量的鐵粉與Cl₂恰好完全反應(yīng)得到一固體物質(zhì)，然后通過實(shí)驗(yàn)確定其成分。探究過程如下：

⑴提出假設(shè)：

假設(shè)1：該固體物質(zhì)是FeCl₂                                        

假設(shè)2：該固體物質(zhì)是FeCl₃

假設(shè)3：該固體物質(zhì)是            

⑵設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：

取少量固體物質(zhì)置于燒杯中，加適量水溶解，得到溶液A，然后取兩份A溶液分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論如下表：

 

實(shí)驗(yàn)方法	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
在溶液中加KSCN溶液		固體物質(zhì)中有FeCl3
在KMnO4溶液中加少量A 溶液	KmnO4溶液顏色無明顯變化	固體物質(zhì)中不含

Ⅱ.電子工業(yè)常用30%的FeCl₃溶液腐蝕敷在絕緣版上的銅箔，制造印刷電路板。某工程師為了從廢液中回收銅，重新獲得FeCl₃溶液，設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)步驟：

⑶①寫出一個(gè)能證明還原性Fe比Cu強(qiáng)的離子方程式：                    ，該反應(yīng)在上圖步驟           中發(fā)生。

②甲、乙、丙、丁四位同學(xué)利用上述反應(yīng)原理，分別設(shè)計(jì)的原電池如下圖所示：

四位同學(xué)的設(shè)計(jì)的原電池裝置圖，符合上述反應(yīng)原理的是                 。

③請(qǐng)寫出正、負(fù)極的電解反應(yīng)式：

正極：                   、負(fù)極：                   （電極反應(yīng)式）。

⑷上述過程回收的銅是粗銅，為了獲得更純的銅必須進(jìn)行電解精煉。寫出電解精煉時(shí)陽極材料及電極反應(yīng)式                     

Answer 1

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

解析:I. 根據(jù)鐵與硝酸在不同條件下可被氧化成兩種產(chǎn)物，推斷鐵粉與Cl₂反應(yīng)也可能生成FeCl₂或FeCl₃或兩種物質(zhì)的混合物。根據(jù)KSCN溶液能與Fe^3＋顯紅色，可檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否含有FeCl₃。根據(jù)酸性KMnO₄溶液能氧化Fe^2＋而退色，可驗(yàn)證產(chǎn)物中是否含有FeCl₂。

Ⅱ. 從腐蝕廢液中回收銅的實(shí)驗(yàn)過程如下：

 

利用Fe能從 CuCl₂溶液中置換出銅，來證明Fe比Cu的還原性強(qiáng)。反應(yīng)方程式為：Fe＋CuCl₂＝Cu＋FeCl₂。用該反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池時(shí)可用Fe作負(fù)極，Cu（或者碳）作正極，CuCl₂溶液后CuSO₄溶液作電解質(zhì)的溶液。電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽極(Cu-2e^-=Cu²⁺)，純銅作陰極(Cu^2＋＋2e^－→Cu)，含Cu^2＋的溶液作電解質(zhì)的溶液。