题目内容
【题目】(11分)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Cr主要以+3价和+6价存在。+6价的Cr能引起细胞的突变,可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬。完成并配平下列离子方程式:
__Cr2O72-+__SO32-+__ □=__Cr3++__SO42-+ __H2O
(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 。
(4)NiSO4·xH2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于镀镍、电池等,可由电镀废渣(除镍外,还含有铜、锌、铁等元素)为原料获得。操作步骤如下:
①向滤液Ⅰ中加入FeS是为了除去Cu2+、Zn2+等杂质,除去Cu2+的离子方程式为__________。
②对滤液Ⅱ先加H2O2再调pH,调pH的目的是 。
③滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO4,加Na2CO3过滤后,再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4,这两步操作的目的是______________。
【答案】
(1)氧化;
(2)Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O;
(3)4Na+TiCl4═Ti+4NaCl;
(4)①FeS+Cu2+=CuS+Fe2+;
②氧化Fe2+,除去Fe3+;
③增大NiSO4的浓度,利于蒸发结晶(或富集NiSO4)。
【解析】
试题分析:(1)CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+,CeO2中的Ce是+4价,在H2O2的作用下可生成Ce3+,因此发生还原反应,CeO2在该反应中作氧化剂;故答案为:氧化;
(2)自然界中Cr主要以+3价和+6价存在.+6价的Cr能引起细胞的突变,可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬,根据得失电子相等,Cr2O72-与SO32-的物质的量之比是1:3;反应的离子方程式:Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O;故答案为:Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O;
(3)工业上在550℃时用钠与四氯化钛反应可制得钛,四氯化钛被钠还原为钛,反应的化学方程式为:4Na+TiCl4═Ti+4NaCl;故答案为:4Na+TiCl4═Ti+4NaCl;
(4)①FeS除去Cu2+的反应是沉淀的转化,即FeS+Cu2+=CuS+Fe2+;故答案为:FeS+Cu2+=CuS+Fe2+;
②对滤液Ⅱ加H2O2的目的是将Fe2+氧化Fe3+,然后调pH沉淀Fe3+;故答案为:氧化Fe2+,除去Fe3+;
③NiSO4与Na2CO3反应生成NiCO3沉淀,而后过滤,再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4,这样可提高NiSO4的浓度,有利于蒸发结晶;故答案为:增大NiSO4的浓度,利于蒸发结晶(或富集NiSO4)。
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