Question

按要求完成下列各題．
（1）鋼鐵容易生銹的主要原因是因?yàn)殇撹F在煉制過程中混有少量的碳雜質(zhì)，在潮濕的空氣中容易形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕．在空氣酸度不大的環(huán)境中，其負(fù)極是

 

，負(fù)極反應(yīng)式為

 

；正極反應(yīng)式為

 

．
（2）25℃時，將pH=9的NaOH溶液與pH=4的H₂SO₄溶液混合，若所得混合溶液的pH=7，則NaOH溶液與H₂SO₄溶液的體積比為

 

．
（3）某溫度下（K_w=10^-13），SnCl₂溶液中由水電離的c（H⁺）=10^-4mol?L^-1，則該溶液的pH為

 

．
（4）某酸性CuCl₂溶液中含有少量的FeCl₃，為得到純凈的CuCl₂?2H₂O晶體，加入

 

，調(diào)至pH=4，使溶液中的Fe³⁺轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃沉淀，過濾后，將所得濾液低溫蒸發(fā)、濃縮結(jié)晶，可得到CuCl₂?2H₂O晶體．
（5）在空氣中直接加熱CuCl₂?2H₂O晶體得不到純的無水CuCl₂，原因是

 

 （用化學(xué)方程式表示）．由CuCl₂?2H₂O晶體得到純的無水CuCl₂的合理方法是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù),鹽類水解的應(yīng)用,酸堿混合時的定性判斷及有關(guān)ph的計算,物質(zhì)的分離、提純和除雜

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）鋼鐵混有少量的碳雜質(zhì)，在潮濕的空氣中容易形成原電池，中性或弱酸性條件下，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，酸性環(huán)境下，鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕，無論析氫腐蝕、還是吸氧腐蝕，負(fù)極上都是鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，析氫腐蝕，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，吸氧腐蝕正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）根據(jù)溶液的pH計算出溶液中氫離子、氫氧根離子濃度，再列式計算出氫氧化鈉溶液和硫酸溶液的體積；
（3）依據(jù)溶液中的離子積常數(shù)結(jié)合溶液中氫離子濃度計算溶液pH；
（4）加入的物質(zhì)用于調(diào)節(jié)pH以除去雜質(zhì)，主要將鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，且不能引入新雜質(zhì)；
（5）加熱時促進(jìn)氯化銅的水解且生成的氯化氫易揮發(fā)造成水解完全，要想得到較純的無水氯化銅應(yīng)在氯化氫氣流中抑制其水解．

解答： 解：（1）鋼鐵在空氣酸度不大的環(huán)境中，形成原電池發(fā)生吸氧腐蝕，鐵作負(fù)極，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，碳作正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極上鐵電極反應(yīng)式為：2Fe-4e^-═2Fe²⁺，正極碳上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O₂+2H₂0+4e^-═40H^-，
故答案為：Fe；2Fe-4e^-═2Fe²⁺；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
（2）在25℃時所得混合溶液的pH=7，溶液呈中性即酸堿恰好中和，即n（OH^-）=n（H⁺），則V（NaOH）?10^-5 mol?L^-1=V（H₂SO₄）?10^-4 mol?L^-1，得V（NaOH）：V（H₂SO₄）=10：1，
故答案為：10：1；
（3）某溫度下（K_w=10^-13），SnCl₂溶液中由水電離的c（H⁺）=10^-4mol?L^-1，則該溶液的pH依據(jù)溶液中氫離子濃度計算為pH=-lg[H⁺]=-lg10^-4mol/L=4；
故答案為：4；
（4）為得到純凈的CuCl₂?2H₂O晶體要除去氯化鐵，加入的物質(zhì)和氯化鐵反應(yīng)生成氫氧化鐵且不能引進(jìn)新的雜質(zhì)，所以加入物質(zhì)后應(yīng)能轉(zhuǎn)化為氯化銅，所以應(yīng)該加入含銅元素和氫氧根離子的物質(zhì)，可以是氫氧化銅或堿式碳酸銅；
故答案為：Cu（OH）₂或Cu₂（OH）₂CO₃ ；
（5）由于CuCl₂在加熱過程中水解被促進(jìn)，且生成的HCl又易揮發(fā)而脫離體系，造成水解完全，堿式氯化銅或氫氧化銅，以至于得到CuO固體，而不是CuCl₂，2CuCl₂?2H₂O

△   .

Cu（OH）₂?CuCl₂+2HCl+2H₂O；想得到無水CuCl₂的合理方法是，讓CuCl₂?2H₂O晶體在干燥的HCl氣流中加熱脫水，
故答案為：2CuCl₂?2H₂O

△   .

Cu（OH）₂?CuCl₂+2HCl+2H₂O，在干燥的HCl氣流中加熱脫水．

點(diǎn)評：本題考查了金屬的電化學(xué)腐蝕、酸堿混合溶液的計算、鹽的水解原理的應(yīng)用，題目綜合性較強(qiáng)，側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力，題目難度中等．