Question

鎳、鈷、鈰、鉻雖然不是中學階段常見的金屬元素，但在工業(yè)生產中有著重要的作用。

（1）二氧化鈰 (CeO2)是一種重要的稀土氧化物，在平板電視顯示屏中有著重要的應用。CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+，H2O2在該反應中作_____(填“氧化”“還原”)劑，每有1mol H2O2參加反應，轉移電子的物質的量為_____。

（2）某鋰離子電池含Li+導電固體為電解質。充電時，Li+還原為Li，并以原子形式嵌入電極材料碳(C6)中，以LiC6表示，電池反應為LiCoO2＋ C6CoO2＋LiC6。則放電時，電池的正極反應式為________________，如圖表示該裝置工作時電子和離子的移動方向，此時該電池處于_________(填“放電”或“充電”)狀態(tài)。

（3）自然界Cr主要以三價Cr和六價Cr的形式存在。六價Cr能引起細胞的突變和癌變�？梢杂脕喠蛩徕c將其還原為三價鉻，完成并配平下列離子方程式：__Cr2O72－+__SO32－+__H+=__Cr3++__SO42－+ __ ____

（4）NiSO4·6H2O是一種綠色易溶于水的晶體，廣泛用于化學鍍鎳、生產電池等，可由電鍍廢渣(除含鎳外，還含有Cu、Zn、Fe等元素)為原料獲得。操作步驟如下：

向濾液Ⅰ中加入FeS主要目的是除去Cu、Zn等雜質，除去Cu2+的離子方程式為______________________。

②向濾液Ⅱ中加入H2O2，溶液中發(fā)生反應的離子方程式為__________________，調節(jié)pH的目的是______________________。

③濾液Ⅲ溶質的主要成分是NiSO4，再加入碳酸鈉過濾后，加稀硫酸溶解又生成NiSO4的目的是______________________。

④我國第五套人民幣中的一元硬幣材料為鋼芯鍍鎳，鍍鎳時，鎳應作_____極。

 

Answer 1

(1)還原(1分)；2mol(單位錯誤或不寫單位均扣1分)

(2)CoO2＋Li+＋e－= LiCoO2；充電

(3)Cr2O72－+3SO32－+8H+=2Cr3++3SO42－+4H2O

(4)①FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq)；(沒有標明聚集狀態(tài)不扣分)

②2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

使Fe3+生成氫氧化鐵沉淀，以除去Fe3+(只答提純、除雜或除去雜質不得分)。

③增大NiSO4的濃度，以利于蒸發(fā)結晶(關鍵詞為增大濃度，答為提純或除雜不得分。)

④陽(1分)

【解析】

試題分析：（1）CeO2轉化為Ce3+，Ce化合價降低，CeO2為氧化劑，則H2O2為還原劑；反應時H2O2轉化為O2，O元素化合價由—1升高到0，所以每有1mol H2O2參加反應，轉移電子的物質的量為2mol。

（2）電池的正極反應為還原反應，根據電池反應可知電極方程式為：CoO2＋Li+＋e－= LiCoO2；根據示意圖，電子移向C6電極，C6電極發(fā)生得電子反應，即還原反應，充電時C6得電子轉化為LiC6，此時該電池處于充電狀態(tài)。

（3）Cr元素化合價由+6價降低為+3價，S元素由+4價升高為+6價，根據氧化還原反應中化合價升高的價數與化合價降低的價數相等可配平化學方程式，根據元素守恒可知未知生成物為H2O。

(4)①加入FeS后，與Cu2+反應生成更難溶的CuS，所以離子方程式為：FeS(s)+Cu2+(aq)=CuS(s)+Fe2+(aq)

②濾液Ⅱ中含有Fe2+，加入H2O2發(fā)生氧化還原反應，離子方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；Fe3+r容易發(fā)生水解反應轉化為Fe(OH)3沉淀，所以調節(jié)pH可以使Fe3+生成氫氧化鐵沉淀，以除去Fe3+。

③濾液Ⅲ中NiSO4的濃度較低，加入碳酸鈉過濾后，加稀硫酸溶解又生成NiSO4，NiSO4濃度變大，利于蒸發(fā)結晶。

④電鍍時，鍍層金屬作陽極，所以鍍鎳時，鎳應作陽極。

考點：本題考查氧化還原反應原理、電化學原理、離子方程式和電極方程式的書寫、化學工藝流程的分析。