Question

（11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______________。

Answer

（1）氧化；

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

（3）4Na+TiCl4═Ti+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在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+，CeO2中的Ce是+4价，在H2O2的作用下可生成Ce3+，因此发生还原反应，CeO2在该反应中作氧化剂；故答案为：氧化；

（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，根据得失电子相等，Cr2O72-与SO32-的物质的量之比是1：3；反应的离子方程式：Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O；故答案为：Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O；

（3）工业上在550℃时用钠与四氯化钛反应可制得钛，四氯化钛被钠还原为钛，反应的化学方程式为：4Na+TiCl4═Ti+4NaCl；故答案为：4Na+TiCl4═Ti+4NaCl；

（4）①FeS除去Cu2+的反应是沉淀的转化，即FeS+Cu2+=CuS+Fe2+；故答案为：FeS+Cu2+=CuS+Fe2+；

②对滤液Ⅱ加H2O2的目的是将Fe2+氧化Fe3+，然后调pH沉淀Fe3+；故答案为：氧化Fe2+，除去Fe3+；

③NiSO4与Na2CO3反应生成NiCO3沉淀，而后过滤，再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4，这样可提高NiSO4的浓度，有利于蒸发结晶；故答案为：增大NiSO4的浓度，利于蒸发结晶（或富集NiSO4）。

考点：考查了氧化还原反应、盐类的水解、物质的分离提纯的相关知识。