2023版高三一輪總復(fù)習(xí)化學(xué)（蘇教版）第2部分 專題3 題型課3高考中常涉及的金屬及其化合物的性質(zhì)

高考中常涉及的金屬及其化合物的性質(zhì)eq\a\vs4\al(Zn、Be及其化合物的性質(zhì))1．鈹、鋅及其化合物性質(zhì)的相似性——兩性與酸反應(yīng)與堿反應(yīng)單質(zhì)BeBe＋2H＋=Be2＋＋H2↑Be＋2NaOH＋2H2O=Na2[Be(OH)4]＋H2↑ZnZn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑Zn＋2NaOH＋2H2O=Na2[Zn(OH)4]＋H2↑氧化物BeOBeO＋2H＋=Be2＋＋H2OBeO＋2NaOH＋H2O=Na2[Be(OH)4]ZnOZnO＋2H＋=Zn2＋＋H2OZnO＋2NaOH＋H2O=Na2[Zn(OH)4]氫氧化物Be(OH)2Be(OH)2＋2H＋=Be2＋＋2H2OBe(OH)2＋2NaOH=Na2[Be(OH)4]Zn(OH)2Zn(OH)2＋2H＋=Zn2＋＋2H2OZn(OH)2＋2NaOH=Na2[Zn(OH)4]2．鋅鹽(1)可溶性鋅鹽(如ZnSO4)與少量NaOH溶液反應(yīng)：Zn2＋＋2OH－=Zn(OH)2↓與足量NaOH溶液反應(yīng)：Zn2＋＋4OH－=[Zn(OH)4]2－或Zn2＋＋4OH－=ZnOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))＋2H2O(2)Na2[Zn(OH)4](或Na2ZnO2)與鹽酸反應(yīng)少量Na2[Zn(OH)4]＋2HCl=Zn(OH)2↓＋2NaCl＋2H2O或Na2ZnO2＋2HCl=Zn(OH)2↓＋2NaCl足量Na2[Zn(OH)4]＋4HCl=ZnCl2＋2NaCl＋4H2O或Na2ZnO2＋4HCl=ZnCl2＋2NaCl＋2H2O1．鎵(Ga)與鋁同主族，曾被稱為“類鋁”，其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物。工業(yè)制備鎵的流程如圖所示：下列判斷不合理的是()A．Al、Ga均處于第ⅢA族B．Ga2O3可與鹽酸反應(yīng)生成GaCl3C．Ga(OH)3可與NaOH反應(yīng)生成NaGaO2D．酸性：Al(OH)3>Ga(OH)3D[根據(jù)流程中通入適量CO2生成Al(OH)3但不生成Ga(OH)3，可知酸性Al(OH)3＜Ga(OH)3，D項錯誤。]2．鋅和鋁都是活潑金屬，其氫氧化物既能溶于強(qiáng)酸溶液，又能溶于強(qiáng)堿溶液，但是Al(OH)3不溶于氨水，而Zn(OH)2能溶于氨水，生成[Zn(NH3)4]2＋。(1)下列各組中的兩種溶液，用相互滴加的實驗方法可以鑒別的是(填序號)。①Al2(SO4)3和NaOH②Al2(SO4)3和氨水③ZnSO4和NaOH④ZnSO4和氨水(2)ZnSO4溶液中逐滴加入氨水至過量，寫出有關(guān)的離子方程式：。[答案](1)①③④(2)Zn2＋＋2NH3·H2O=Zn(OH)2↓＋2NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Zn(OH)2＋4NH3·H2O=[Zn(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O?？甲儍r金屬(V、Cr、Mn、Ti)及其化合物的性質(zhì)1．釩及其化合物(1)釩單質(zhì)具有耐酸性，在空氣中不易被氧化，可溶于氫氟酸、硝酸和王水。(2)釩的氧化物釩的常見化合價為＋2、＋3、＋4、＋5，對應(yīng)氧化物分別為VO、V2O3、VO2和V2O4、V2O5。釩的氧化物的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)式VOV2O3VO2、V2O4V2O5物質(zhì)類別堿性氧化物堿性氧化物兩性氧化物兩性氧化物反應(yīng)方程式VO＋2H＋=V2＋＋H2OV2O3＋6H＋=2V3＋＋3H2OVO2＋2H＋=VO2＋＋H2O、2VO2＋OH－=HV2Oeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(5))V2O5＋2H＋=2VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))＋H2O、V2O5＋6OH－=2VOeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))＋3H2O(3)氫氧化釩化學(xué)式V(OH)2V(OH)3制備V2＋＋2OH－=V(OH)2↓(褐色)V3＋＋3OH－=V(OH)3↓(綠色)性質(zhì)(堿)V(OH)2＋2H＋=V2＋＋2H2O在空氣中極易被氧化V(OH)3＋3H＋=V3＋＋3H2O在空氣中易被氧化(4)釩鹽①五價釩鹽在堿性較強(qiáng)的溶液中以VOeq\o\al(\s\up1(3－),\s\do1(4))形式存在，在酸性溶液中發(fā)生一系列反應(yīng)生成偏礬酸鹽(VOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)))、焦礬酸鹽(V2Oeq\o\al(\s\up1(4－),\s\do1(7)))、多釩酸鹽等。②四價礬鹽在酸性溶液中主要以VO2＋形式存在，如VOSO4。2．鉻及其化合物(1)鉻單質(zhì)：最硬的金屬，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常溫下在空氣中、水中不生銹。(2)鉻的氧化物與氫氧化物Cr2O3和Cr(OH)3具有兩性，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：Cr3＋eq\o(,\s\up9(①OH－),\s\do9(④H＋))Cr(OH)3eq\o(,\s\up9(②OH－),\s\do9(③H＋))[Cr(OH)4]－(紫色)(灰藍(lán)色)(綠色)相關(guān)反應(yīng)的離子方程式：①Cr3＋＋3OH－=Cr(OH)3↓②Cr(OH)3＋OH－=[Cr(OH)4]－③[Cr(OH)4]－＋H＋=Cr(OH)3↓＋H2O④Cr(OH)3＋3H＋=Cr3＋＋3H2O(3)鉻鹽鉻元素的常見價態(tài)有＋2、＋3、＋6。①Cr(Ⅱ)：在酸性溶液中，Cr2＋具有很強(qiáng)的還原性。②Cr(Ⅲ)：Cr3＋在酸性條件下是穩(wěn)定的，但在堿性條件下能被氧化成CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，2Cr3＋＋3H2O2＋10OH－=2CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋8H2O。在堿性溶液中，亞鉻酸鹽(CrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2)))可以被H2O2或Na2O2氧化成鉻酸鹽：2CrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋3H2O2＋2OH－=2CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋4H2O，2CrOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋3Na2O2＋2H2O=2CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋6Na＋＋4OH－。③Cr(Ⅵ)：在水溶液中Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))和CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))存在下列平衡：2CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H＋Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋H2O(黃色)(橙紅色)在酸性溶液中，Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))具有強(qiáng)氧化性，但在堿性溶液中Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的氧化性要弱得多。3．錳及其化合物錳元素常見價態(tài)：＋2、＋4、＋6、＋7。(1)Mn(Ⅳ)MnO2不溶于水、硝酸，是兩性氧化物。①在酸性介質(zhì)中具有強(qiáng)氧化性，如MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up9(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；遇易燃物可燃燒。②遇強(qiáng)氧化劑表現(xiàn)還原性，如3MnO2＋3K2CO3＋KClO3eq\o(=,\s\up9(△))3K2MnO4＋KCl＋3CO2↑。③可用作催化劑，如2KClO3eq\o(=,\s\up9(MnO2),\s\do9(△))2KCl＋3O2↑，2H2O2eq\o(=,\s\up9(MnO2),\s\do9())2H2O＋O2↑。(2)Mn(Ⅵ)①MnOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))能存在于強(qiáng)堿性溶液中，在酸性、中性環(huán)境中均發(fā)生歧化，即MnOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))→MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋MnO2。②MnOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))為綠色，具有強(qiáng)氧化性，能氧化Fe2＋、S2－、HCl等。(3)Mn(Ⅶ)KMnO4熱穩(wěn)定性差，通常保存在棕色試劑瓶中：4KMnO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up9(光照))4MnO2↓＋3O2↑＋4KOH。①在酸性介質(zhì)中，MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))具有強(qiáng)氧化性，本身被還原為Mn2＋。②在堿性、中性或微弱酸性溶液中，MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))氧化性減弱，還原產(chǎn)物為MnO2。③在強(qiáng)堿性溶液中，MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))還原產(chǎn)物為MnOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。4．鈦及其化合物的性質(zhì)(1)Ti：常溫時與酸不反應(yīng)，但可與HF反應(yīng)(Ti＋6HF=H2TiF6＋2H2↑)，也可與熱的濃鹽酸反應(yīng)[2Ti＋6HCl(濃)eq\o(=,\s\up9(△))2TiCl3＋3H2↑]。(2)TiO2：不溶于水和稀酸，可溶解在HF溶液及熱的濃硫酸中；可與Cl2反應(yīng)，TiO2＋2Cl2=TiCl4＋O2；與堿溶液緩慢反應(yīng)，TiO2＋2NaOH=Na2TiO3＋H2O；在高溫下與Cl2、C發(fā)生反應(yīng)，TiO2＋2C＋2Cl2eq\o(=,\s\up9(高溫))TiCl4＋2CO。(3)TiCl4：暴露在空氣中會冒出白煙，TiCl4＋3H2O=H2TiO3↓＋4HCl；Mg作還原劑時可制備金屬鈦，2Mg＋TiCl4eq\o(=,\s\up9(1220～1420K))2MgCl2＋Ti。(2020·全國Ⅰ卷，T26)釩具有廣泛用途。黏土釩礦中，釩以＋3、＋4、＋5價的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。該工藝條件下，溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金屬離子Fe3＋Fe2＋Al3＋Mn2＋開始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1回答下列問題：(1)“酸浸氧化”需要加熱，其原因是。(2)“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被氧化成VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))，同時還有被氧化。寫出VO＋轉(zhuǎn)化為VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))反應(yīng)的離子方程式：。(3)“中和沉淀”中，釩水解并沉淀為V2O5·xH2O，隨濾液②可除去金屬離子K＋、Mg2＋、Na＋、，以及部分的。(4)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中，V2O5·xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解。濾渣③的主要成分是。(5)“調(diào)pH”中有沉淀生成，生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(6)“沉釩”中析出NH4VO3晶體時，需要加入過量NH4Cl，其原因是。[解析](1)“酸浸氧化”中溫度較低時，酸浸和氧化反應(yīng)速率較慢，加熱的目的是加快酸浸和氧化反應(yīng)速率。(2)從原料看，“酸浸氧化”中四氧化三鐵溶于稀硫酸，發(fā)生反應(yīng)Fe3O4＋4H2SO4=FeSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O，加入的二氧化錳除氧化VO＋和VO2＋外，還氧化Fe2＋。VO＋轉(zhuǎn)化為VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))反應(yīng)的離子方程式為VO＋＋MnO2＋2H＋=VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))＋Mn2＋＋H2O。(3)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)知，pH在3.0～3.1時，鐵離子接近沉淀完全，少量鐵離子隨濾液②除去，Al3＋部分沉淀，大量鋁離子隨濾液②除去，K＋、Mg2＋、Na＋、Mn2＋隨濾液②除去。(4)在pH>13的強(qiáng)堿性溶液中，V2O5·xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽而溶解，Al(OH)3轉(zhuǎn)化為Na[Al(OH)4]而溶解，F(xiàn)e(OH)3不溶，故濾渣③的主要成分是Fe(OH)3。(5)pH＝8.5時鋁元素沉淀，故“調(diào)pH”時生成氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na[Al(OH)4]＋HCl=Al(OH)3↓＋NaCl＋H2O。(6)“沉釩”時要使NH4VO3盡可能析出完全，利用同離子效應(yīng)，加入過量NH4Cl可達(dá)到此目的。[答案](1)加快酸浸和氧化反應(yīng)速率(促進(jìn)氧化完全)(2)Fe2＋VO＋＋MnO2＋2H＋=VOeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(2))＋Mn2＋＋H2O(3)Mn2＋Al3＋和Fe3＋(4)Fe(OH)3(5)Na[Al(OH)4]＋HCl=Al(OH)3↓＋NaCl＋H2O(6)利用同離子效應(yīng)，促進(jìn)NH4VO3盡可能析出完全1．鋁、鈹及其化合物具有相似的化學(xué)性質(zhì)，已知反應(yīng)：BeCl2＋Na2BeO2＋2H2O=2NaCl＋2Be(OH)2↓能完全進(jìn)行，則下列推斷正確的是()A．Be(OH)2既能溶于鹽酸，又能溶于NaOH溶液B．因BeCl2水溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)，故BeCl2是離子化合物C．常溫下Na2BeO2溶液的pH>7，將其蒸干并灼燒后得到的殘留物為BeOD．常溫下BeCl2溶液的pH>7，將其蒸干并灼燒后得到的殘留物是BeCl2A[鋁、鈹及其化合物具有相似的化學(xué)性質(zhì)，Be(OH)2與Al(OH)3性質(zhì)相似，Be(OH)2既能溶于鹽酸，又能溶于NaOH溶液，A正確；某些共價化合物水溶液的導(dǎo)電性也較強(qiáng)，B錯誤；Na2BeO2溶液蒸干并灼燒后得到Na2BeO2，C錯誤；常溫下BeCl2溶液的pH<7，蒸干并灼燒后得到的殘留物是BeO，D錯誤。]2．某電鍍廢料的主要成分為Cr(OH)3(含有Al2O3、ZnO、CuO、NiO等雜質(zhì))。以該廢料為原料制備重鉻酸鈉的工藝流程如下：已知：①水浸過濾后的濾液中含有Na2CrO4和少量的NaAlO2、Na2ZnO2等物質(zhì)；②2CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H＋Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋H2O。請回答下列問題：(1)為了提高水浸效率，可采取的措施有(填兩條即可)。(2)焙燒過程中，氧化劑為，51.5gCr(OH)3參加反應(yīng)時轉(zhuǎn)移電子為mol。(3)“一系列操作”包括加入稀硫酸、蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾等。加入稀硫酸的目的是。(4)將重鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鉀的方法是：在濃重鉻酸鈉溶液中加入氯化鉀晶體，采取降溫結(jié)晶法析出重鉻酸鉀。由此推知，相同條件下，重鉻酸鉀的溶解度(填“大于”或“小于”)重鉻酸鈉的溶解度。[解析][答案](1)加熱、攪拌(2)O21.5(3)促進(jìn)鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉(4)小于3．(2020·山東等級考，T16)用軟錳礦(主要成分為MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制備高純MnCO3的工藝流程如下：已知：MnO2是一種兩性氧化物；25℃時相關(guān)物質(zhì)的Ksp物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2Ksp1×10－16.31×10－38.61×10－32.31×10－12.7回答下列問題：(1)軟錳礦預(yù)先粉碎的目的是，MnO2與BaS溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為MnO的化學(xué)方程式為。(2)保持BaS投料量不變，隨MnO2與BaS投料比增大，S的量達(dá)到最大值后無明顯變化，而Ba(OH)2的量達(dá)到最大值后會減小，減小的原因是。(3)濾液Ⅰ可循環(huán)使用，應(yīng)當(dāng)將其導(dǎo)入到操作中(填操作單元的名稱)。(4)凈化時需先加入的試劑X為(填化學(xué)式)，再使用氨水調(diào)溶液的pH，則pH的理論最小值為(當(dāng)溶液中某離子濃度c≤1.0×10－5mol·L－1時，可認(rèn)為該離子沉淀完全)。(5)碳化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。[解析](1)對軟錳礦進(jìn)行粉碎，其表面積增大，在后續(xù)加入硫化鋇溶液時，固體與溶液接觸面積大，充分反應(yīng)，能提高反應(yīng)速率。分析該制備工藝流程圖可知，“反應(yīng)”操作中硫化鋇中的硫元素轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)，硫化鋇中的鋇元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鋇，故軟錳礦中的二氧化錳在“反應(yīng)”操作中被硫化鋇中的S2－還原，錳元素由＋4價轉(zhuǎn)化為＋2價，故MnO2與BaS溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為MnO的化學(xué)方程式是MnO2＋BaS＋H2O=Ba(OH)2＋MnO＋S。(2)加入的MnO2的量增大，而Ba(OH)2的量減少，是因為MnO2為兩性氧化物，能與強(qiáng)堿Ba(OH)2反應(yīng)，從而導(dǎo)致Ba(OH)2的量減少。(3)濾液Ⅰ中仍含少量的Ba(OH)2，為提高其產(chǎn)