Question

20．鈰、鉻、鈦、鎳雖不是中學階段常見的金屬元素，但在工業生產中有著重要作用．
（1）二氧化鈰（Ce0₂）在平板電視顯示屏中有著重要應用．CeO₂在稀硫酸和Hzoz的作用下可
生成Ce³⁺，Ce0₂在該反應中作氧化    劑．
（2）自然界Cr主要以+3價和+6價存在．+6價的Cr能引起細胞的突變，可以用亞硫酸鈉將其還原為+3價的鉻．完成并配平下列離子方程式：
1Cr₂O₇^2-+3SO₃^2-+8H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O
（3）鈦（Ti）被譽為“二十一世紀的金屬”，工業上在550℃時用鈉與四氯化鈦反應可制得鈦，該反應的化學方程式是4Na+TiCl₄═Ti+4NaCl．
（4）NiS0₄．xH₂0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向濾液I中加入FeS是為了除去Cu²⁺、Zn²⁺等雜質，除去Cu²⁺的離子方程式為FeS+Cu²⁺=CuS+Fe²⁺．
②對濾液Ⅱ先加H₂O₂再調pH，調pH的目的是除去Fe³⁺，此空刪去．
③濾液Ⅲ溶質的主要成分是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增大NiSO₄濃度，有利于蒸發結晶．
④為測定NiSO₄．xH₂O晶體中x的值，稱取26.3g晶體加熱至完全失去結晶水，剩余固體15.5g，則x的值等于6．

Answer 1

分析 （1）CeO₂在稀硫酸和H₂O₂的作用下可生成Ce³⁺，CeO₂中的Ce是+4價，在H₂O₂的作用下可生成Ce³⁺，因此發生還原反應，CeO₂在該反應中作氧化劑；
（2）自然界中Cr主要以+3價和+6價存在．+6價的Cr能引起細胞的突變，可以用亞硫酸鈉將其還原為+3價的鉻，根據得失電子相等，Cr₂O₇^2-與SO₃^2-的物質的量之比是1：3；結合原子守恒和電荷守恒配平書寫離子方程式；
（3）工業上在550℃時用鈉與四氯化鈦反應可制得鈦，四氯化鈦被鈉還原為鈦，依據原子守恒書寫；
（4）①FeS除去Cu²⁺的反應是沉淀的轉化；
②對濾液Ⅱ加H₂O₂的目的是將Fe²⁺氧化Fe³⁺，然后調pH沉淀Fe³⁺；
③NiSO₄與Na₂CO₃反應生成NiCO₃沉淀，而后過濾，再加適量稀硫酸溶解又生成NiSO₄，這樣可提高NiSO₄的濃度，有利于蒸發結晶；
④26.3g晶體加熱至完全失去結晶水，剩余固體15.5g，失去水的質量=26.3g-15.5g=10.8g，NiSO₄的質量為15.5g，計算物質的量得到1：x=$\frac{15.5g}{155g/mol}$：$\frac{10.8g}{18g/mol}$，計算得到x；

解答 解：（1）CeO₂在稀硫酸和H₂O₂的作用下可生成Ce³⁺，CeO₂中的Ce是+4價，在H₂O₂的作用下可生成Ce³⁺，因此發生還原反應，CeO₂在該反應中作氧化劑，
故答案為：氧化；
（2）自然界中Cr主要以+3價和+6價存在．+6價的Cr能引起細胞的突變，可以用亞硫酸鈉將其還原為+3價的鉻，根據得失電子相等，Cr₂O₇^2-與SO₃^2-的物質的量之比是1：3；反應的離子方程式：Cr₂O₇^2-+3SO₃^2-+8H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O，
故答案為：1，3，8H⁺，2，3，4；
（3）工業上在550℃時用鈉與四氯化鈦反應可制得鈦，四氯化鈦被鈉還原為鈦，反應的化學方程式為：4Na+TiCl₄═Ti+4NaCl，
故答案為：4Na+TiCl₄═Ti+4NaCl；
（4）①FeS除去Cu²⁺的反應是沉淀的轉化，反應的離子方程式為：FeS+Cu²⁺=CuS+Fe²⁺，
故答案為：FeS+Cu²⁺=CuS+Fe²⁺；
②對濾液Ⅱ加H₂O₂的目的是將Fe²⁺氧化Fe³⁺，然后調pH使Fe³⁺完全沉淀，
故答案為：除去Fe³⁺；
③NiSO₄與Na₂CO₃反應生成NiCO₃沉淀，然后過濾，再加適量稀硫酸溶解又生成NiSO₄，這樣可提高NiSO₄的濃度，有利于蒸發結晶，
故答案為：增大NiSO₄的濃度，利于蒸發結晶（或富集NiSO₄）；
④測定NiSO₄•xH₂O晶體中x的值，稱取26.3g晶體加熱至完全失去結晶水，剩余固體15.5g，失去水的質量=26.3g-15.5g=10.8g，NiSO₄的質量為15.5g，計算物質的量得到1：x=$\frac{15.5g}{155g/mol}$：$\frac{10.8g}{18g/mol}$，解得x=6，
故答案為：6．

點評 本題考查了金屬及其化合物性質，題目難度中等，主要考查氧化還原反應的離子方程式書寫方法和產物判斷，注意掌握常見金屬及其化合物性質，掌握基礎是關鍵．