Question

（14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。完成并配平下列离子方程式：

__Cr₂O₇^2－+__SO₃^2－+__=__Cr³⁺+__SO₄^2－+ __H₂O 

（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，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____________。

④为测定NiSO₄·xH₂O晶体中x的值，称取26．3 g晶体加热至完全失去结晶水，剩余固体15．5 g，列式计算x的值等于         。

Answer

（1）氧化(1分)；（2）Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O(2分)；

（3）4Na+TiCl4Ti+4NaCl(2分)；

（4）①FeS+Cu2+=CuS+Fe2+； ②除去Fe3+(2分)；

③增大NiSO4的浓度，利于蒸发结晶(或富集)(2分)；④6(3分)。

【解析】

试题分析：（1）在二氧化铈CeO2中Ce的化合价是+4价，在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+，反应后Ce的化合价是+3价，化合价降低，因此CeO2在该反应中作氧化剂。（2）在氧化还原反应中，氧化剂得到电子，元素的化合价降低，还原剂失去电子，元素的化合价升高，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得反应的离子方程式是：Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O；（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，根据电子守恒既原子守恒，该反应的化学方程式是4Na+TiCl4Ti+4NaCl；（4）①向滤液Ⅰ中加入FeS，可以利用沉淀的转化将溶液中的Cu2+、Zn2+等杂质沉淀转化除去，除去Cu2+的离子方程式为FeS+Cu2+=CuS+Fe2+；②对滤液Ⅱ先加H2O2将溶液中的杂质离子Fe2+氧化为Fe3+，然后再调pH，调pH的目的是将产生的Fe3+形成Fe(OH)3而除去Fe3+；③滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO4，加Na2CO3溶液，发生反应形成NiCO3，然后过滤将NiCO3过滤出来后，洗涤再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4，这两步操作的目的是增大NiSO4的浓度，利于蒸发结晶(或富集)；④m(NiSO4)= 15．5 g，n(NiSO4)= 15．5 g÷155g/mol=0．1mol，n(H2O)= (26．3 g-15．5 g) ÷18g/mol=0．6mol，n(NiSO4)：n(H2O)= 0．1mol：0．6mol=1:6，所以x=6。

考点：考查物质化学式的确定及氧化还原反应的有关知识。