Question

16．鈰、鉻、鈦、鎳不是中學(xué)階段常見(jiàn)的金屬元素，但在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要作用．
（1）自然界中Cr主要以+3價(jià)和+6價(jià)（Cr₂O₇^-）存在．+6價(jià)的Cr能引起細(xì)胞的突變，可以用亞硫酸鈉將其還原為+3價(jià)的鉻．寫(xiě)出過(guò)程中的離子方程式：Cr₂O₇^2-+3SO₃^2-+8H⁺═2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O．
（2）鈦（Ti）被譽(yù)為“二十一世紀(jì)的金屬”，工業(yè)上在550℃時(shí)用鈉與四氯化鈦反應(yīng)可制得鈦，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是4Na+TiCl₄$\frac{\underline{\;550℃\;}}{\;}$Ti+4NaCl．
（3）NiSO₄•xH₂O是一種綠色易溶于水的晶體，廣泛用于鍍鎳、電池等，可由電鍍廢渣（除鎳外，還含有銅、鋅、鐵等元素）為原料獲得．操作步驟如圖：

①對(duì)濾液Ⅱ先加H₂O₂再調(diào)pH，調(diào)pH的目的是除去Fe³⁺．
②濾液Ⅲ溶質(zhì)的主要成分是NiSO₄，加Na₂CO₃過(guò)濾后，再加適量稀硫酸溶解又生成NiSO₄，這兩步操作的目的是增大NiSO₄濃度，有利于蒸發(fā)結(jié)晶．
③為測(cè)定NiSO₄•xH₂O晶體中x的值，稱取26.3g晶體加熱至完全失去結(jié)晶水，剩余固體15.5g，計(jì)算x的值等于6．

Answer 1

分析 （1）用亞硫酸鈉將其還原為+3價(jià)的鉻，說(shuō)明發(fā)生氧化還原反應(yīng)，亞硫酸鈉被氧化；
（2）工業(yè)上在550℃時(shí)用鈉與四氯化鈦反應(yīng)可制得鈦，同時(shí)生成氯化鈉；
（3）電鍍廢渣（除鎳外，還含有銅、鋅、鐵等元素），過(guò)濾后在濾液中加入FeS，生成CuS、ZnS，可除去Cu²⁺、Zn²⁺等雜質(zhì)，對(duì)濾液Ⅱ先加W，應(yīng)為過(guò)氧化氫，可氧化Fe²⁺生成Fe³⁺，有利于水解生成氫氧化鐵沉淀而除去，過(guò)濾后在濾液中加入碳酸鈉，可生成NiCO₃，過(guò)濾后加入硫酸可生成NiSO₄，經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、冷卻結(jié)晶可得到硫酸鎳晶體，以此解答．

解答 解：（1）用亞硫酸鈉將其還原為+3價(jià)的鉻，說(shuō)明發(fā)生氧化還原反應(yīng)，亞硫酸鈉被氧化，反應(yīng)的離子方程式為Cr₂O₇^2-+3SO₃^2-+8H⁺═2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+3SO₃^2-+8H⁺═2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O；
（2）工業(yè)上在550℃時(shí)用鈉與四氯化鈦反應(yīng)可制得鈦，四氯化鈦被鈉還原為鈦，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4Na+TiCl₄$\frac{\underline{\;550℃\;}}{\;}$Ti+4NaCl；
故答案為：4Na+TiCl₄$\frac{\underline{\;550℃\;}}{\;}$Ti+4NaCl；
（3）①對(duì)濾液Ⅱ加H₂O₂的目的是將Fe²⁺氧化Fe³⁺，然后調(diào)pH沉淀Fe³⁺以除去Fe³⁺，
故答案為：除去Fe³⁺；
②濾液Ⅲ溶質(zhì)的主要成分是NiSO₄，再加入碳酸鈉過(guò)濾后，加稀硫酸溶解又生成NiSO₄，可增大成NiSO₄濃度，有利于蒸發(fā)結(jié)晶，
故答案為：增大NiSO₄濃度，有利于蒸發(fā)結(jié)晶；
 ③剩余固體15.5g，n（NiSO₄）=$\frac{15.5g}{115g/mol}$=0.1mol，n（H₂O）=$\frac{26.3g-15.5g}{18g/mol}$=0.6mol，則x=$\frac{0.6}{0.1}$=6，
故答案為：6．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及氧化還原反應(yīng)、鹽類的水解、物質(zhì)的分離提純等知識(shí)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，為高頻考點(diǎn)和常見(jiàn)題型，題目難度中等，注意把握基礎(chǔ)知識(shí)的積累．