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(chǎn)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(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_____。

（2）某鋰離子電池含Li+導電固體為電解質(zhì)。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。可以用亞硫酸鈉將其還原為三價鉻，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(chǎn)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(zhì)，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(diào)節(jié)pH的目的是______________________。

③濾液Ⅲ溶質(zhì)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(zhì)不得分)。

③增大NiSO4的濃度，以利于蒸發(fā)結(jié)晶(關(guān)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol。

（2）電池的正極反應為還原反應，根據(jù)電池反應可知電極方程式為：CoO2＋Li+＋e－= LiCoO2；根據(jù)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(zhuǎn)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(jù)氧化還原反應中化合價升高的價數(shù)與化合價降低的價數(shù)相等可配平化學方程式，根據(jù)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(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，所以調(diào)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(jié)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。