Question

12．稀土元素是寶貴的戰(zhàn)略資源，我國的蘊藏量居世界首位．硫、氮、稀土元素的單質(zhì)和化合物應用廣泛．
（1）將硫鐵礦和焦炭按物質(zhì)的量比3：2混合放在煉硫爐中，通入適量空氣，恰好完全反應發(fā)生下列燃燒反應：
FeS₂+C+O₂--→Fe₃O₄+CO+S；
①請配平上述化學反應方程式3FeS₂+2 C+3O₂=Fe₃O₄+2CO+6S，生成3mol硫時，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為6mol．
②請寫出FeS₂的電子式．
（2）過硫酸鉀，化學式為：K₂S₂O₈，過硫酸結構式為：
①過硫酸鉀和過硫酸均有強氧化性，不穩(wěn)定，容易分解，如2H₂S₂O₈=2H₂SO₄+2SO₃+O₂
下列能加快過硫酸分解的固體物質(zhì)是A B C
A．CuO         B．MnO₂            C．Fe₂O₃         D．Na₂SO₄
②已知硫酸錳（MnSO₄）和過硫酸鉀兩種鹽溶液在催化劑存在下可發(fā)生氧化還原反應，生成高錳酸鉀、硫酸鉀和硫酸．請寫出上述反應的化學方程式8H₂O+2MnSO₄+5K₂S₂O₈=2KMnO₄+4K₂SO₄+8H₂SO₄
③若該反應所用的硫酸錳改為氯化錳，當它跟過量的過硫酸鉀反應時，除有高錳酸鉀、硫酸鉀、硫酸生成外，其他的氧化產(chǎn)物還有氯氣
（3）鈰（Ce）是地殼中含量最高的稀土元素．在加熱條件下CeCl₃易發(fā)生水解，由CeCl₃•6H₂O制備無水CeCl₃應采取的措施是在通入氯化氫氣體的條件下加熱除去結晶水．

Answer 1

分析 （1）①反應3FeS₂+12C+8O₂=Fe₃O₄+12CO+6S中，F(xiàn)e元素化合價部分由+2價升高到+3價，S元素化合價由-1價升高到0價，C元素化合價由0價升高到+2價，依據(jù)電子守恒和原子守恒配平書寫化學方程式和計算電子轉(zhuǎn)移；
②FeS₂為離子化合物，亞鐵離子和過硫根離子構成；
（2）①類比CuO、MnO₂、Fe₂O₃對過氧化氫分解的催化作用可做出判斷；
②反應后生成H₂SO₄說明有水參加反應，根據(jù)化合價變化情況配平后即得化學方程式；
③已知高錳酸鉀可氧化鹽酸，如生成高錳酸鉀，則一定生成氯氣；
（3）在加熱條件下CeCl₃易發(fā)生水解，由CeCl₃•6H₂O制備無水CeCl₃，則應考慮抑制CeCl₃水解．

解答 解：（1）①Fe元素化合價部分由+2價升高到+3價，S元素化合價由-1價升高到0價，C元素化合價由0價升高到+2，3FeS₂～Fe₃O₄～2e^-，2C～2CO～4e^-，
3FeS₂～6S～6e-，O₂～2O～4e^-，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為12，氧氣分子式前系數(shù)為3，原子守恒配平書寫得到化學方程式：3FeS₂+2 C+3O₂=Fe₃O₄+2CO+6S，從化學方程式可看出Fe、S、C三種元素的化合價均升高，所以被氧化的物質(zhì)為FeS₂和C，生成3mol硫時，被氧化的FeS₂為1.5mol，被氧化的C為6mol硫，共7.5mol，電子轉(zhuǎn)移為1.5molO₂得到電子=1.5mol×4=6mol，
故答案為：3FeS₂+2 C+3O₂=Fe₃O₄+2CO+6S，6mol；
②FeS₂為離子化合物，亞鐵離子和過硫根離子構成，電子式為：，故答案為：
（2）①已知CuO、MnO₂、Fe₂O₃對過氧化氫分解的催化作用，過氧化氫和都含有過氧鍵，則過硫酸鉀分解時，也可用CuO、MnO₂、Fe₂O₃作催化劑，
故答案為：ABC；
②硫酸錳（MnSO₄）和過硫酸鉀兩種鹽溶液在催化劑存在下可發(fā)生氧化還原反應，生成高錳酸鉀、硫酸鉀和硫酸，由質(zhì)量守恒可知一定有水參加反應，反應的方程式為8H₂O+2MnSO₄+5K₂S₂O₈=2KMnO₄+4K₂SO₄+8H₂SO₄，
故答案為：8H₂O+2MnSO₄+5K₂S₂O₈=2KMnO₄+4K₂SO₄+8H₂SO₄；
③K₂S₂O₈ 氧化性比KMnO₄強，可把Cl^-氧化為氯氣，故生成物還有氯氣，故答案為：氯氣；
（3）為抑制CeCl₃水解，CeCl₃•6H₂O應在氯化氫氣氛中加熱除去結晶水制備無水CeCl₃，故答案為：在通入氯化氫氣體的條件下加熱除去結晶水．

點評 本題主要考查氧化還原反應及其配平、化學方程式的書寫、鹽的水解，為高頻考點，側重于學生的分析能力考查，注意把握題給信息，答題時注意審題，難度中等．