Question

金属及其化合物的应用很广泛，现举几种常见金属及其化合物的用途，回答有关问题：

(1)FeCl₃溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，其离子方程式为：_______________________________。

(2)黄铜矿熔炼后得到的粗铜中含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理：_________________________________________。

(3)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从下表提供的药品中选择两种(水可任选)，设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。

浓硫酸、稀硫酸、CuO、NaOH溶液

有关反应的化学方程式____________________________________________________。

劣质不锈钢腐蚀的实验现象________________________________________________。

(4)合金在生活和生产上用途越来越广泛。请用相关的知识解释在航空业上铝合金比铁合金用途更广泛的原因。

Answer

(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

(2)电解池中，粗铜作阳极，精铜作阴极，电解质溶液为硫酸铜溶液。阳极上发生氧化反应，Cu失去电子，使Cu单质变为Cu2＋进入溶液：Cu－2e－===Cu2＋；阴极上发生还原反应，Cu2＋得到电子在阴极上析出Cu单质：Cu2＋＋2e－===Cu，从而达到精制Cu的目的。

(3)CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O      CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu  不锈钢表面有紫红色物质生成

(4)①铝合金比铁合金要轻，易于用于航空业；

②铝合金表面易形成致密的氧化膜，此氧化膜耐高温，防腐蚀，而铁合金的氧化膜易脱落，起不到防腐蚀的作用。

【解析】

试题分析：（1）氯化铁能氧化单质铜，反应的离子方程式是2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。

（2）根据电解原理可知，电解池中，粗铜作阳极，精铜作阴极，电解质溶液为硫酸铜溶液。阳极上发生氧化反应，Cu失去电子，使Cu单质变为Cu2＋进入溶液：Cu－2e－＝Cu2＋；阴极上发生还原反应，Cu2＋得到电子在阴极上析出Cu单质：Cu2＋＋2e－＝Cu，从而达到精制Cu的目的。

（3）由于铁是活泼的金属，能和硫酸铜反应生成铜单质，据此可以进行有关的验证。所以选择的试剂是稀硫酸和氧化铜，反应的方程式分别是CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O 、CuSO4＋Fe＝FeSO4＋Cu，因此实验现象是不锈钢表面有紫红色物质生成。

（4）由于①铝合金比铁合金要轻，易于用于航空业；②铝合金表面易形成致密的氧化膜，此氧化膜耐高温，防腐蚀，而铁合金的氧化膜易脱落，起不到防腐蚀的作用，所以在航空业上铝合金比铁合金用途更广泛。

考点：考查方程式、电极反应式的书写，金属的腐蚀与防护