Question

【化学选修-化学与技术】(15分)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。写出过程中的离子方程式：                            。

（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，加H₂O₂的目的是               ，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                                                        。

Answer

（1）氧化；（2）Cr2O72－+3SO32－+8H+ =2Cr3++3SO42－+4H2O；（3） 4Na+TiCl4Ti+ 4NaCl；（4）①FeS+Cu2+=CuS+Fe2+；②氧化Fe2+；除去Fe3+ ；③增大NiSO4的浓度，利于蒸发结晶(或富集NiSO4)。

【解析】

试题分析：（1）CeO2中Ce的化合价是＋4价，转变成Ce3＋化合价降低，根据氧化还原反应中化合价降低是氧化剂，因此CeO2在此反应中是氧化剂；（2）＋6价Cr，存在的形式是Cr2O42－，根据题意Cr2O42－→Cr3＋，SO32－→SO42－，Cr2O42－＋SO32－→Cr3＋＋SO42－，Cr2O42－的化合价↓6，SO32－的化合价↑2，最小公倍数是6，即SO32－、SO42－系数3，Cr3＋系数2，即Cr2O42－＋2SO32-→2Cr3＋＋3SO42－，根据缺项配平，生成物有H2O或OH－，但是OH－与Cr3＋不能共存，只能是H2O，反应物中应是H＋，所以反应离子方程式：Cr2O72－+3SO32－+8H+ =2Cr3++3SO42－+4H2O；（3）钠与四氯化钛反应制取钛，是置换反应，反应方程式为：4Na+TiCl4Ti+ 4NaCl；（4）①加入FeS目的是除去Cu2＋、Zn2＋，然后过滤说明把两种离子转化成了沉淀，反应方程式为：Cu2＋＋FeS=CuS＋Fe2＋，Zn2＋＋FeS=ZnS＋Fe2＋；②Fe2＋为杂质离子，必须除去，Fe3＋在pH=3.5情况下全部转变成沉淀，Fe2＋全部转变成沉淀，pH还要大些，所以H2O2把Fe2＋氧化成Fe3＋，，调节pH的作用是全部除去Fe3＋；③这两步操作的目的是：增大NiSO4的浓度，利于蒸发结晶(或富集NiSO4)。

考点：考查氧化还原反应的概念、氧化还原反应方程式的书写、物质的制备中杂质的处理等问题。