Question

（18分）铁、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，回答下列问题。

（1）电子工业常用30%的FeCl₃溶液腐蚀附在绝缘板上的铜箔制造印刷电路板，取其腐蚀后的废液，加  入一定量的铁粉后，若无固体剩余，则反应后的溶液中肯定有的离子是______________；若有红色固体，则反应后的溶液中肯定没有的离子是________，检验该离子的试剂为________。

（2）将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在50℃-60℃，加入H₂O₂，反应一段时间后可制得硫酸铜，发生反应的化学方程式为：_____________________，

（3）实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分是Fe₂O₃及少量FeS、SiO₂）制备绿矾（FeSO4^．7H₂O），测定产品中绿矾含量的实验步骤:

a．称取5．7 g产品,溶解,配成250 mL溶液;

b．量取25 mL待测液于锥形瓶中;

c．用硫酸酸化的0．01 mol·L^-1KMnO₄溶液滴定至终点,消耗KMnO₄溶液的体积为40 mL。

根据上述步骤回答下列问题:

①滴定时发生反应的离子方程式为（完成并配平离子反应方程式）

②用硫酸酸化的KMnO₄溶液滴定至终点的标志是                        _____。

③上述产品中FeSO₄·7H₂O的质量分数为                               。

（4）铁氰化钾 K₃[Fe（CN）₆]和亚铁氰化钾K₄[Fe（CN）₆] 的混合溶液可用于太阳能电池的电解液，该太阳能电池的工作原理示意图如图所示，其中催化剂a为________极，电极反应式为_______________；

Answer

（共18分）

（1）Fe2+ 、Cu2+ ； Fe3+ ； KSCN溶液 （2）Cu+ H2O2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O ；

（3）①5Fe2++MnO4-+8H+ ===5Fe3++Mn2++4H2O

②滴入最后一滴酸性KMnO4时，溶液呈淡紫色，半分钟内不褪色 ③0．975（或97．5%）

（4）负 ；[Fe（CN）6 ] 4 -–e- = [Fe（CN）6] 3-

【解析】

试题分析：（1）电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀附在绝缘板上的铜箔，发生的反应为FeCl3溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，该反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 ，所以腐蚀后的废液中含有FeCl2 、CuCl2 和FeCl3 ，加入一定量的铁粉后，可能发生Fe+2Fe3＋=3Fe2＋，若无固体剩余，则反应后的溶液中肯定有的离子是Fe2＋、Cu2＋；若有红色固体，根据上述反应，则反应后的溶液中肯定没有的离子是Fe3＋，一般用KSCN溶液来检验该离子是否存在。

（2）将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在50℃-60℃，加入H2O2，反应一段时间后可制得硫酸铜，发生反应的化学方程式为Cu+ H2O2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O。

（3）①该离子方程式中，Fe元素由+2价失电子生成+3价的Fe3＋，MnO4-中的Mn元素由+7价得电子生成+2价的Mn2＋，再根据化合价升降相等和电荷守恒、原子守恒配平，离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+ =5Fe3++Mn2++4H2O；

②由于KMnO4 为紫色，所以不用外加指示剂，利用其本身的颜色变化来判断反应终点，滴定到终点的标志是滴入最后一滴酸性KMnO4时，溶液呈淡紫色，半分钟内不褪色。

③n（KMnO4 ）= 0．01 mol/L×0．04L×（250÷25）=4×10-3mol．则n（Fe2+）=5 n（KMnO4）= 5×4×10-3mol=0．02mol．所以上述产品中的FeSO4•7H2O质量分数为（0．02mol×278g/mol）÷5．7 g×100%=97．5%。

（4）根据装置图可知电子由a极流出，催化剂a为负极，电极反应式为[Fe（CN）6 ] 4 -–e- = [Fe（CN）6] 3-。

考点：考查铁、铜及其化合物的性质，中和滴定，电池的工作原理等知识。