题目内容
【题目】I.铈、铬、钛、镍虽不是中学阶段常见的金属元素,但在工业生产中有着重要作用。
(1)二氧化铈(CeO2)在平板电视显示屏中有着重要应用。CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+,CeO2在该反应中作___________剂。
(2)自然界的Cr主要以+3价和+6价(Cr2O72-)存在。+6价的Cr能引起细胞的突变,可以用亚硫酸钠将其还原为Cr3+。写出该离子方程式:_________________________________。
(3)钛(Ti)被誉为“二十一世纪的金属”,工业上在550℃时用钠与四氯化钛反应可制得钛,该反应的化学方程式是____________________________________。
II.(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(莫尔盐,浅绿色)用作化学试剂、医药以及用于冶金、电镀等。某课题组通过实验检验莫尔盐晶体加热时的分解产物,回答下列问题:
(1)莫尔盐在空气中比硫酸亚铁稳定,但长期露置于空气中也会变质,检验莫尔盐是否变质的试剂是_________________________。
(2)①甲同学提出猜想:分解产物可能是N2、Fe2O3、SO3、H2O四种物质。你是否同意并说明理由:_________________________________________。
②乙同学设计了如图装置,其中装置中的固体变为红棕色,则固体产物中含有___________;
C装置中红色褪去,说明气体产物中含有_______;C装置后应连接尾气吸收装置D,D中盛有的试剂可以是__________________(写一种即可)。
③丙同学想利用上述装罝证明分解产物中含有氨气,只需要更换B和C中的试剂即可,则更换后的试剂为B________________,C_______________。
【答案】 氧化 Cr2O72-+3SO32-+4H2O=2Cr3++3SO42-+8OH- 4Na+TiCl4 4NaCl+Ti KSCN溶液 不同意。根据氧化还原反应规律,反应过程中有元素化合价升高必有元素化合价降低,而由产物可知,只有元素化合价升高而没有降低 Fe2O3 SO2 NaOH溶液 碱石灰 紫色石蕊试液
【解析】I. (1)Ce的化合价由CeO2中的+4价降低到Ce3+中的+3价,所以CeO2在该反应中作氧化剂。
(2)Cr2O72-被SO32-还原为Cr3+,SO32-被氧化为SO42-,再根据得失电子守恒和质量守恒配平。先用得失电子守恒配平还原剂、氧化剂、氧化产物及还原产物,然后利用电荷守恒配平时发现反应物中带负电,生成物中不带电,所以在生成物中添加OH-,则在反应物中添加H2O再利用质量守恒配平其他粒子,其离子方程式为:Cr2O72-+3SO32-+4H2O=2Cr3++3SO42-+8OH-
(3)Na的还原性大于Ti,所以Na可以制取Ti,化学方程式为:4Na+TiCl44NaCl+Ti
II. (1) (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O中的Fe2+易被氧化为Fe3+,故检验莫尔盐是否变质可以用KSCN溶液来判断,若溶液显红色,说明已变质,如无明显的现象,说明未变质。答案为KSCN溶液。
(2)①从反应物(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O到生成物N2、Fe2O3、SO3、H2O,N元素的化合价升高、Fe元素的化合价升高,没有化合价降低的元素,不符合氧化还原反应规律,故不同意这个猜想。答案为:不同意、根据氧化还原反应规律,反应过程中有元素化合价升高必有元素化合价降低,而由产物可知,只有元素化合价升高而没有降低。
② 固体变为红棕色,根据元素守恒可知,该固体为Fe2O3;品红褪色,说明产物中含有SO2气体,SO2 有漂白性;反应中生成了有毒的SO2气体,不能随意排放,故C装置后必须连接一个盛有NaOH溶液的尾气处理装置;
③氨气溶于水呈碱性,SO2 溶于水显酸性,两者将会反应,故要检验氨气的存在,必须先将SO2气体在B装置的球形干燥管中除去,可以使用碱石灰;氨气的水溶液显碱性,可以用紫色石蕊溶液检验,溶液呈蓝色,故答案为:碱石灰、紫色石蕊试液
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