题目内容
【题目】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+,写出该反应的化学方程式 ,CeO2在该反应中作__________剂。
(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。现用亚硫酸钠溶液与0.1mol K2Cr2O7反应,将其+6价的Cr完全还原为+3价的铬,则消耗1mol/L亚硫酸钠溶液的体积为 L。
(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(已知溶解度FeS>CuS)。请写出除去Cu2+的离子方程式 。
②对滤液Ⅱ先加H2O2再调pH。加H2O2的目的是 ,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)2CeO2 + H2O2+ 3H2SO4 = 2Ce2(SO4)3 + O2↑+ 4H2O 氧化
(2)0.3(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+,H2O2失电子生成氧气,然后根据原子守恒配平,则该反应的化学方程式为2CeO2 + H2O2+ 3H2SO4 = 2Ce2(SO4)3 + O2↑+ 4H2O;该反应中,其中Ce的化合价从+4价降低到+3价,得到电子,因此CeO2在该反应中作氧化剂。
(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,亚硫酸钠被氧化生成硫酸钠,则反应的离子方程式为Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O,根据化学方程式,若亚硫酸钠溶液与0.1mol K2Cr2O7反应,则消耗1mol/L的亚硫酸钠的物质的量为0.3mol,体积为0.3L。
(3)工业上在550℃时用钠与四氯化钛反应可制得钛,则氧化产物是氯化钠,因此该反应的化学方程式是4Na+TiCl4 Ti+ 4NaCl。
(4)①硫化铜的溶解度小于氯化亚铁,因此氯化亚铁能与铜离子反应生成硫化铜,反应的离子方程式为FeS+Cu2+=CuS+Fe2+。
②由于滤液中含有亚铁离子需要转化为铁离子而除去,因此对滤液Ⅱ先加H2O2的目的是氧化Fe2+,调pH的目的是除去Fe3+。
③由于滤液Ⅲ中硫酸镍的浓度小,因此通过这两步的作用是增大NiSO4的浓度,利于蒸发结晶(或富集NiSO4)。
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