Question

鎳、鈷、鈰、鉻雖然不是中學(xué)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(yīng)用。CeO₂在稀硫酸和H₂O₂的作用下可生成Ce³⁺，H₂O₂在該反應(yīng)中作_____(填“氧化”“還原”)劑，每有1mol H₂O₂參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_____。
（2）某鋰離子電池含Li⁺導(dǎo)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(yīng)為LiCoO₂＋ C₆CoO₂＋LiC₆。則放電時，電池的正極反應(yīng)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(xì)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：__Cr₂O₇^2－+__SO₃^2－+__H⁺=__Cr³⁺+__SO₄^2－+ __  ____
（4）NiSO₄·6H₂O是一種綠色易溶于水的晶體，廣泛用于化學(xué)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?yàn)V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?yàn)V液Ⅱ中加入H₂O₂，溶液中發(fā)生反應(yīng)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(yīng)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)Cr₂O₇^2－+3SO₃^2－+8H⁺=2Cr³⁺+3SO₄^2－+4H₂O
(4)①FeS(s)+Cu²⁺(aq)=CuS(s)+Fe²⁺(aq)；(沒有標(biāo)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)

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(yīng)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(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol。
（2）電池的正極反應(yīng)為還原反應(yīng)，根據(jù)電池反應(yīng)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(yīng)，即還原反應(yīng)，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(yīng)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(xué)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(yīng)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(yīng)，離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；Fe³⁺r容易發(fā)生水解反應(yīng)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(yīng)作陽極。