题目内容
铈、铬、铝等金属元素，在工业生产中有着重要的作用．
Ⅰ、（1）二氧化铈 （CeO2）是一种重要的稀土氧化物，在平板电视显示屏中有着重要的应用．CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+，H2O2在该反应中作 （填“氧化剂”“还原剂”“催化剂”）．
（2）自然界六价Cr能引起细胞的突变和癌变．可以用亚硫酸钠将其还原为三价铬，完成并配平下列离子方程式：
Cr2O72-+ SO32-+ H+= Cr3++ SO42-+
Ⅱ、工业上用粉碎的煤矸石（主要含Al2O3、SiO2及铁的氧化物）制备净水剂BAC
[Al2（OH）nCl6-n]的流程如下：
（3）粉碎煤矸石的目的是 ．
（4）滤渣Ⅰ的主要成分是 （填名称）．
（5）步骤①在煮沸的过程中，溶液逐渐由无色变为绿色，随后溶液又变为棕黄色，请写出溶液绿色变为棕黄色的离子反应方程式为 ．
（6）步骤②中控制pH，要使Fe3+完全除去即c（Fe3+）降低到10-5mol?L-1，溶液的pH至少应升高到 （已知常温下Ksp[Fe（OH）3]=1.0×10-36.8）．
（7）已知BAC的分散质粒子大小在1～100nm之间，由此区别滤液Ⅰ与BAC两种液体的物理方法是 ．
（8）若Ca（OH）2溶液过量，则步骤③得到的BAC产率偏低，写出该反应的离子方程式 ．
Ⅰ、（1）二氧化铈 （CeO2）是一种重要的稀土氧化物，在平板电视显示屏中有着重要的应用．CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+，H2O2在该反应中作
（2）自然界六价Cr能引起细胞的突变和癌变．可以用亚硫酸钠将其还原为三价铬，完成并配平下列离子方程式：
Ⅱ、工业上用粉碎的煤矸石（主要含Al2O3、SiO2及铁的氧化物）制备净水剂BAC
[Al2（OH）nCl6-n]的流程如下：
（3）粉碎煤矸石的目的是
（4）滤渣Ⅰ的主要成分是
（5）步骤①在煮沸的过程中，溶液逐渐由无色变为绿色，随后溶液又变为棕黄色，请写出溶液绿色变为棕黄色的离子反应方程式为
（6）步骤②中控制pH，要使Fe3+完全除去即c（Fe3+）降低到10-5mol?L-1，溶液的pH至少应升高到
（7）已知BAC的分散质粒子大小在1～100nm之间，由此区别滤液Ⅰ与BAC两种液体的物理方法是
（8）若Ca（OH）2溶液过量，则步骤③得到的BAC产率偏低，写出该反应的离子方程式
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,氧化还原反应
专题：实验设计题,氧化还原反应专题
分析：I、（1）CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+，Ce元素的化合价由+4价降低为+3价；
（2）从质量守恒、电荷守恒和电子守恒的角度配平方程式；
II、煤矸石（主要含Al203、Si02及铁的氧化物）加入硫酸和盐酸，Si02不溶，Al203及铁的氧化物溶解为离子，滤渣I为Si02，滤液调节PH，三价铁离子会转化为沉淀，则滤渣II为氢氧化铁，滤液II再经过蒸发浓缩，过滤得到硫酸钙和BAC溶液；
（3）根据固体的表面积对反应速率的影响分析；
（4）二氧化硅不溶于水和酸；
（5）Fe2+在溶液中为绿色；Fe2+易被空气中的氧气氧化为Fe3+；
（6）依据氢氧化铁的溶度积常数和Fe3+沉淀完全的浓度为c（Fe3+）＜10-5mol?L-1，计算氢氧根离子浓度得到溶液最小pH；
（7）根据胶体的性质及鉴别方法分析；
（8）Al3+与过量的强碱反应生成偏铝酸盐．
（2）从质量守恒、电荷守恒和电子守恒的角度配平方程式；
II、煤矸石（主要含Al203、Si02及铁的氧化物）加入硫酸和盐酸，Si02不溶，Al203及铁的氧化物溶解为离子，滤渣I为Si02，滤液调节PH，三价铁离子会转化为沉淀，则滤渣II为氢氧化铁，滤液II再经过蒸发浓缩，过滤得到硫酸钙和BAC溶液；
（3）根据固体的表面积对反应速率的影响分析；
（4）二氧化硅不溶于水和酸；
（5）Fe2+在溶液中为绿色；Fe2+易被空气中的氧气氧化为Fe3+；
（6）依据氢氧化铁的溶度积常数和Fe3+沉淀完全的浓度为c（Fe3+）＜10-5mol?L-1，计算氢氧根离子浓度得到溶液最小pH；
（7）根据胶体的性质及鉴别方法分析；
（8）Al3+与过量的强碱反应生成偏铝酸盐．
解答：
解：I、（1）CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+，Ce元素的化合价由+4价降低为+3价，则CeO2在反应中作氧化剂，
故答案为：氧化剂；
（2）反应中Cr元素化合价由+6价降低到+3价，S元素化合价由+4价升高到+6价，则最小公倍数为12，由电子守恒和原子守恒、电荷守恒可知配平后的离子方程式为：
Cr2O72-+3SO32-+8H+═2Cr3++3SO42-+4H20，
故答案为：1；3；8；2；3；4H20；
II、煤矸石（主要含Al203、Si02及铁的氧化物）加入硫酸和盐酸，Si02不溶，Al203及铁的氧化物溶解为离子，滤渣I为Si02，滤液调节PH，三价铁离子会转化为沉淀，则滤渣II为氢氧化铁，滤液II再经过蒸发浓缩，过滤得到硫酸钙和BAC溶液；
（3）有固体参加的反应，固体的表面积越大，反应速率越快，所以粉碎煤矸石能增大接触面积，加快溶解速率；
故答案为：增大接触面积，加快溶解速率；
（4）二氧化硅不溶于酸，所以滤渣I为Si02；
故答案为：Si02；
（5）Fe2+在溶液中为绿色；Fe2+易被空气中的氧气氧化为Fe3+，随后溶液又变为棕黄色，是因为Fe2+被空气中的氧气氧化为Fe3+，其反应的离子方程式为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；
故答案为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；
（6）常温时，Fe（OH）3的Ksp=1×10-38，要使溶液中的Fe3+沉淀完全，残留在溶液中的c（Fe3+）＜10-5mol?L-1；
Ksp=c（Fe3+）c3（OH-）=10-5×c3（OH-）=1×10-38
c（OH-）=10-11mol/L，c（H+）=
=10-3mol/L，
溶液PH=3；
故答案为：3；
（7）已知BAC的分散质粒子大小在1nm?100nm之间，则BAC为胶体，滤液I为溶液，用一束光照射液体，观察是否有丁达尔效应，有丁达尔效应的是BAC；
故答案为：用一束光照射液体，观察是否有丁达尔效应；
（8）Al3+与过量的强碱反应生成偏铝酸盐，所以若Ca（OH）2溶液过量，则步骤③得到的BAC产率偏低，该反应的离子方程式为Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；
故答案为：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O．
故答案为：氧化剂；
（2）反应中Cr元素化合价由+6价降低到+3价，S元素化合价由+4价升高到+6价，则最小公倍数为12，由电子守恒和原子守恒、电荷守恒可知配平后的离子方程式为：
Cr2O72-+3SO32-+8H+═2Cr3++3SO42-+4H20，
故答案为：1；3；8；2；3；4H20；
II、煤矸石（主要含Al203、Si02及铁的氧化物）加入硫酸和盐酸，Si02不溶，Al203及铁的氧化物溶解为离子，滤渣I为Si02，滤液调节PH，三价铁离子会转化为沉淀，则滤渣II为氢氧化铁，滤液II再经过蒸发浓缩，过滤得到硫酸钙和BAC溶液；
（3）有固体参加的反应，固体的表面积越大，反应速率越快，所以粉碎煤矸石能增大接触面积，加快溶解速率；
故答案为：增大接触面积，加快溶解速率；
（4）二氧化硅不溶于酸，所以滤渣I为Si02；
故答案为：Si02；
（5）Fe2+在溶液中为绿色；Fe2+易被空气中的氧气氧化为Fe3+，随后溶液又变为棕黄色，是因为Fe2+被空气中的氧气氧化为Fe3+，其反应的离子方程式为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；
故答案为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；
（6）常温时，Fe（OH）3的Ksp=1×10-38，要使溶液中的Fe3+沉淀完全，残留在溶液中的c（Fe3+）＜10-5mol?L-1；
Ksp=c（Fe3+）c3（OH-）=10-5×c3（OH-）=1×10-38
c（OH-）=10-11mol/L，c（H+）=
| 10-14 |
| 10-11 |
溶液PH=3；
故答案为：3；
（7）已知BAC的分散质粒子大小在1nm?100nm之间，则BAC为胶体，滤液I为溶液，用一束光照射液体，观察是否有丁达尔效应，有丁达尔效应的是BAC；
故答案为：用一束光照射液体，观察是否有丁达尔效应；
（8）Al3+与过量的强碱反应生成偏铝酸盐，所以若Ca（OH）2溶液过量，则步骤③得到的BAC产率偏低，该反应的离子方程式为Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；
故答案为：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O．
点评：本题考查较为综合，涉及物质性质、氧化还原反应配平和计算、盐类的水解、物质的分离提纯、沉淀溶解溶度积计算分析、胶体性质的分析判断，侧重于学生的分析能力和实验能力、计算能力的考查，为高频考点和常见题型，题目难度中等，注意把握基础知识的积累．
练习册系列答案
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（1）选择下列物质：①MgCl2②金刚石③NH4Cl④KNO3⑤干冰⑥单质碘晶体，按要求填空．（填序号）下列离子方程式中正确的是（ ）
| A、稀硫酸与氢氧化钡溶液反应Ba2++SO42-=BaSO4↓ |
| B、铝与氢氧溶液化钠反应Al+2OH-=AlO2-+H2↑ |
| C、向Na2CO3浓溶液中缓慢滴加几滴稀盐酸CO32-+H+=HCO3- |
| D、锌粒与稀醋酸反应Zn+2H+=Zn2++H2↑ |
下列离子方程式书写正确的是 （ ）
| A、银氨溶液中加入足量盐酸产生沉淀[Ag（NH3）2]-+OH-+3H++Cl-═AgCl↓+2NH4++H2O |
| B、在亚硫酸钡沉淀中加入稀硝酸后，沉淀不溶解3BaSO3+2H++2NO3-═3BaSO4↓+2NO↑+H2O |
| C、孔雀石可溶于盐酸 CO32-+2H+═CO2↑+H2O |
| D、氧化铁可溶于氢碘酸 Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O |
下列配制的溶液浓度偏高的是（ ）
| A、配制硫酸用量筒量取硫酸时俯视刻度线 |
| B、配制盐酸定容时，仰视容量瓶刻度线 |
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| D、称量4gNaOH配制0.1mol/L NaOH溶液1000ml时，砝码错放左盘 |
关于污水的处理方法错误的是（ ）
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| B、油类、氰化物、硫化物等可以用氧化还原法除去 |
| C、沉淀法是除去废水中重金属离子的主要方法 |
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在标准状况下，由CO和CO2组成的混合气体13.44L，质量为20g．此混合气体中C和O两种原子的物质的量之比为（ ）
| A、4：3 | B、3：4 |
| C、2：1 | D、1：2 |