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+,CeO2在该反应中作____剂。
(2)自然界Cr主要以+3价和+6价存在。Cr2O72-的Cr能引起细胞的突变,在酸性条件下可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬,写出其离子方程式_____________________________________________ :
(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______________。
(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上述操作中有多次过滤,其中玻璃棒的作用__________ ,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】氧化 Cr2O72-+3SO32-+8H+= 2Cr3++3SO42-+ 4H2O 4Na + TiCl4Ti + 4NaCl 引流 FeS+Cu2+=CuS+Fe2+ 除去Fe3+ 增大NiSO4的浓度,有利于结晶(或富集NiSO4)
【解析】
(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;
(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;
(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+TiCl4Ti+4NaCl;
(4)①上述操作中有多次过滤,其中玻璃棒的作用是引流;
FeS除去Cu2+的反应是沉淀的转化,反应的离子方程式为:FeS+Cu2+=CuS+Fe2+;
②对滤液Ⅱ加H2O2的目的是将Fe2+氧化Fe3+,然后调pH使Fe3+完全沉淀而除去;
③NiSO4与Na2CO3反应生成NiCO3沉淀,然后过滤,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(或富集NiSO4)。
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【题目】铁及其化合物有重要且广泛的应用
(1)基态Fe2+的价层电子排布图为_____________
(2)检验Fe3+可以用KSCN溶液,写出SCN-的一种等电子体分子_______。
(3)部分电离能数据如下表:
元素 | Mn | Fe | |
电离能 | 717 | 759 | |
1 509 | 1 561 | ||
3 248 | 2 957 |
根据表中数据可知,气态再失去一个电子比气态
再失去一个电子难,其原因是___________________________。
(4)过渡金属原子可以与CO分子形成配合物,配合物价电子总数符合“18电子规则”。如Cr可以与CO形成分子:价电子总数
的价电子数
提供电子数
.Fe原子也能与CO形成配合物,其化学式为________.
(5)已知Fe单质有如图所示的两种常见堆积方式:
其中属于体心立方密堆积的是______填“a”或“b”
;若单质Fe按a方式紧密堆积,设原子半径为rpm,图中晶胞的棱长为_________
(6)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为___________g·cm3。