Question

【題目】鈰、鉻、鈦、鎳雖不是中學(xué)階段常見的金屬元素，但在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要作用。

（1）二氧化鈰 （CeO2）在平板電視顯示屏中有著重要應(yīng)用。CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 ，CeO2在該反應(yīng)中作__________劑。

（2）自然界中Cr主要以+3價(jià)和+6價(jià)存在，+6價(jià)的Cr能引起細(xì)胞的突變。現(xiàn)用亞硫酸鈉溶液與0.1mol K2Cr2O7反應(yīng)，將其+6價(jià)的Cr完全還原為+3價(jià)的鉻，則消耗1mol/L亞硫酸鈉溶液的體積為 L。

（3）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 。

（4）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．操作步驟如下：

①向?yàn)V液Ⅰ中加入FeS是為了除去Cu2+、Zn2+等雜質(zhì)（已知溶解度FeS>CuS）。請寫出除去Cu2+的離子方程式 。

②對(duì)濾液Ⅱ先加H2O2再調(diào)pH。加H2O2的目的是 ，調(diào)pH的目的是 。

③濾液Ⅲ溶質(zhì)的主要成分是NiSO4，加Na2CO3過濾后，再加適量稀硫酸溶解又生成NiSO4，這兩步操作的目的是 。

Answer 1

【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的濃度，利于蒸發(fā)結(jié)晶（或富集NiSO4）

【解析】

試題分析：（1）CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+，H2O2失電子生成氧氣，然后根據(jù)原子守恒配平，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CeO2 + H2O2+ 3H2SO4 = 2Ce2(SO4)3 + O2↑+ 4H2O；該反應(yīng)中，其中Ce的化合價(jià)從＋4價(jià)降低到＋3價(jià)，得到電子，因此CeO2在該反應(yīng)中作氧化劑。

（2）自然界中Cr主要以+3價(jià)和+6價(jià)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，亞硫酸鈉被氧化生成硫酸鈉，則反應(yīng)的離子方程式為Cr2O72－+3SO32－+8H+＝2Cr3++3SO42－+4H2O，根據(jù)化學(xué)方程式，若亞硫酸鈉溶液與0.1mol K2Cr2O7反應(yīng)，則消耗1mol/L的亞硫酸鈉的物質(zhì)的量為0.3mol，體積為0.3L。

（3）工業(yè)上在550℃時(shí)用鈉與四氯化鈦反應(yīng)可制得鈦，則氧化產(chǎn)物是氯化鈉，因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式是4Na+TiCl4 Ti+ 4NaCl。

（4）①硫化銅的溶解度小于氯化亞鐵，因此氯化亞鐵能與銅離子反應(yīng)生成硫化銅，反應(yīng)的離子方程式為FeS+Cu2+=CuS+Fe2+。

②由于濾液中含有亞鐵離子需要轉(zhuǎn)化為鐵離子而除去，因此對(duì)濾液Ⅱ先加H2O2的目的是氧化Fe2+，調(diào)pH的目的是除去Fe3+。

③由于濾液Ⅲ中硫酸鎳的濃度小，因此通過這兩步的作用是增大NiSO4的濃度，利于蒸發(fā)結(jié)晶(或富集NiSO4)。