備考2025屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)強(qiáng)化訓(xùn)練第三章金屬及其化合物第5講銅及其化合物金屬的冶煉工藝流程中的過渡金屬元素

熱點(diǎn)：工藝流程中的過渡金屬元素命題特點(diǎn)：過渡金屬元素常具有特別性能和用途以及多種可變更合價(jià)，成為近年高考命題的寵兒。近年高考題常以Cr、Mn、V、Zn等元素化合物的制備流程為載體，考查原料預(yù)處理、循環(huán)利用、回收利用、不同價(jià)態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律、條件限制、物質(zhì)的分別提純等學(xué)問（“多”“快”“好”“省”）。題型1鋅及其化合物的工藝流程題（1）鋅金屬（2）ZnO：兩性氧化物，可溶于酸，如ZnO＋2HCl[2]ZnCl2＋H2O；可溶于強(qiáng)堿，如ZnO＋2NaOH＋H2O[3]Na2[Zn（OH）4]。（3）Zn（OH）2：兩性氫氧化物，可溶于酸，如Zn（OH）2＋2HCl[4]ZnCl2＋2H2O；可溶于強(qiáng)堿，如Zn（OH）2＋2NaOH[5]Na2[Zn（OH）4]。留意因Zn2＋可形成協(xié)作物，故Zn（OH）2能溶于濃氨水，Zn（OH）2＋4NH3·H2O[Zn（NH3）4]2＋＋2OH－＋4H2O。1.推斷正誤。（1）[2024浙江]電解ZnSO4溶液可以得到Zn。（√）（2）[2024浙江]鋅溶于氫氧化鈉溶液：Zn＋2OH－＋2H2O[Zn（OH）4]2－＋H2↑。（√）2.[2024全國甲改編]菱鋅礦（主要成分為ZnCO3）焙燒生成氧化鋅的化學(xué)方程式為ZnCO3焙燒ZnO＋CO2↑。3.[2024江蘇]400℃時(shí)，將確定比例H2、CO、CO2和H2S的混合氣體以確定流速通過裝有ZnFe2O4脫硫劑的硫化反應(yīng)器。（1）硫化過程中，ZnFe2O4與H2、H2S反應(yīng)生成ZnS和FeS，其化學(xué)方程式為ZnFe2O4＋3H2S＋H2400°CZnS＋2FeS＋4H2O（2）硫化一段時(shí)間后，出口處檢測(cè)到COS。探討表明ZnS參加了H2S與CO2生成COS的反應(yīng)，反應(yīng)前后ZnS的質(zhì)量不變，該反應(yīng)過程可描述為ZnS＋CO2ZnO＋COS、ZnO＋H2SZnS＋H2O。題型2銀及其化合物的工藝流程題分析物質(zhì)性質(zhì)0價(jià)銀，具有弱還原性銀（Ag）①與氧氣反應(yīng)a.高溫下與純氧反應(yīng)：4Ag＋O2高溫2Ag2O；b.常溫下，銀材質(zhì)物品簡(jiǎn)潔變黑：4Ag＋2H2S＋O2[6]2Ag2S＋2H2O。②與氧化性酸反應(yīng)：2Ag＋2H2SO4（濃）△[7]Ag2SO4＋SO2↑＋2H2O、3Ag＋4HNO3（?。8]3AgNO3＋NO↑＋2H2O＋1價(jià)銀，具有氧化性，易形成協(xié)作物氧化銀（Ag2O）①不穩(wěn)定，受熱易分解；②溶于H2O2溶液：Ag2O＋H2O22Ag＋O2↑＋H2O；③溶于濃氨水：Ag2O＋4NH3·H2O[9]2[Ag（NH3）2]OH＋3H2O＋1價(jià)銀，具有氧化性，易形成協(xié)作物氫氧化銀（AgOH）①不穩(wěn)定：2AgOH[10]Ag2O＋H2O；②溶于濃氨水：AgOH＋2NH3·H2O[Ag（NH3）2]OH＋2H2O硝酸銀（AgNO3）①不穩(wěn)定：2AgNO3光照2Ag＋O2↑＋2NO2↑；②與氨水反應(yīng)：2AgNO3＋2NH3·H2O（少量）Ag2O↓＋H2O＋2NH4NO3、AgNO3＋3NH3·H2O（過量）[Ag（NH3）2]OH＋2H2O＋NH4NO3；③與還原劑反應(yīng)：如N2H4＋4AgNO34Ag↓＋N2↑＋4HNO3[Ag（NH3）2]OH銀氨溶液與含醛基的物質(zhì)在堿性條件下加熱發(fā)生銀鏡反應(yīng)：CH3CHO＋2[Ag（NH3）2]OH△CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O留意Ag＋與鹵素離子（F－除外）、S2－反應(yīng)生成不同顏色的沉淀，故AgNO3可用于檢驗(yàn)鹵素離子和S2－。1.推斷正誤。（1）[2024福建改編]可用鹽酸處理銀鏡反應(yīng)后試管內(nèi)壁的金屬銀。（?）（2）[2024浙江]向氨水中滴入少量硝酸銀溶液：Ag＋＋2NH3·H2OAg（NH3）2＋＋2H（3）[2024湖北]向硝酸銀溶液中滴加少量碘化鉀溶液：Ag＋＋I(xiàn)－AgI↓。（√）2.[2024全國甲改編]已知：凈化除氯后含I－海水，加入Fe粉進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為2AgI＋Fe2Ag＋Fe2＋＋2I－，生成的沉淀與硝酸反應(yīng)，生成AgNO3后可循環(huán)運(yùn)用。3.[2024北京改編]將0.0100mol·L－1Ag2SO4溶液與0.0400mol·L－1FeSO4溶液（pH＝1）等體積混合，產(chǎn)生灰黑色沉淀，溶液呈黃色。取灰黑色沉淀，加入濃硝酸，證明沉淀為Ag?，F(xiàn)象是灰黑色沉淀溶解，產(chǎn)生紅棕色氣體。4.[江蘇高考改編]AgCl溶于氨水生成絡(luò)合物的離子方程式為AgCl＋2NH3·H2O[Ag（NH3）2]＋＋Cl－＋2H2O；NaClO溶液與Ag反應(yīng)的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Ag＋4NaClO＋2H2O4AgCl＋4NaOH＋O2↑。題型3鈷、鎳及其化合物的工藝流程題鈷和鎳都是較穩(wěn)定的金屬，常溫下在空氣中能穩(wěn)定存在，加熱條件下可生成CoO、NiO。常見化合價(jià)為0、＋2、＋3。＋2價(jià)的Co和Ni＋3價(jià)的Co和Ni性質(zhì)中間價(jià)態(tài)，具有氧化性和還原性具有強(qiáng)氧化性對(duì)應(yīng)物質(zhì)氧化物主要表現(xiàn)氧化性，CoO在確定條件下可被H2、C或CO還原成單質(zhì)鈷酸性環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)：Co2O3＋6HCl2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O、Ni2O3＋6HCl2NiCl2＋Cl2↑＋3H2O氫氧化物表現(xiàn)還原性：①Co（OH）2在空氣中被緩慢地氧化為棕褐色的Co（OH）3。②Ni（OH）2在空氣中較穩(wěn)定，可接受強(qiáng)氧化劑在堿性條件下將其氧化酸性溶液中被還原，如在鹽酸中：2Co（OH）3＋6HCl2CoCl2＋Cl2↑＋6H2O、2NiOOH＋6HCl2NiCl2＋Cl2↑＋4H2O；在H2SO3溶液中：2Co（OH）3＋H2SO3＋2H＋2Co2＋＋SO42－＋5H2O、2NiOOH＋H2SO3＋2H＋2Ni2＋＋SO42－＋3H1.推斷正誤。（1）[2024廣東改編]鈷的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域。酸性條件下電解CoCl2溶液制備金屬鈷的電解總反應(yīng)為2Co2＋＋2H2O電解2Co＋O2↑＋4H＋。（√）（2）[天津高考]無水CoCl2呈藍(lán)色，吸水會(huì)變?yōu)榉奂t色，可用于推斷變色硅膠是否吸水。（√）2.[全國Ⅲ高考改編]硫酸鎳（NiSO4）在強(qiáng)堿溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作鎳鎘電池正極材料的NiOOH。寫出該反應(yīng)的離子方程式2Ni2＋＋ClO－＋4OH－2NiOOH↓＋Cl－＋H2O。3.[天津高考]Co（OH）3與鹽酸反應(yīng)有黃綠色氣體生成，寫出反應(yīng)的離子方程式：2Co（OH）3＋6H＋＋2Cl－Cl2↑＋2Co2＋＋6H2O。4.[天津高考改編]工業(yè)上選用H2SO4和HNO3的混酸與Ni反應(yīng)制備NiSO4的化學(xué)方程式為3Ni＋3H2SO4＋2HNO33NiSO4＋2NO↑＋4H2O（或Ni＋H2SO4＋2HNO3NiSO4＋2NO2↑＋2H2O）。5.[全國Ⅲ高考改編]向含有Zn2＋和Ni2＋的溶液中加入Na2S，以除去Zn2＋和Ni2＋，生成的沉淀為ZnS、NiS。題型4鈦、釩、鉻、錳及其化合物的工藝流程題元素22Ti23V24Cr25Mn位置第四周期第ⅣB族第四周期第ⅤB族第四周期第ⅥB族第四周期第ⅦB族常見化合價(jià)＋3、＋4＋3、＋4、＋5＋3、＋6＋2、＋4、＋7（1）鈦及其化合物（2）釩及其化合物釩及其化合物金屬單質(zhì)（3）鉻及其化合物鉻及其化合物金屬單質(zhì)（4）錳及其化合物錳及其化合物金屬單質(zhì)1.推斷正誤。（1）[2024全國甲改編]向K2CrO4溶液中緩慢滴加硫酸，黃色變?yōu)槌燃t色，說明增大氫離子濃度，轉(zhuǎn)化平衡向生成Cr2O72－的方向移動(dòng)。（（2）[2024湖北改編]Na2Cr2O7的酸性水溶液隨著H＋濃度的增大會(huì)轉(zhuǎn)化為CrO3。CrO3的生成反應(yīng)為Cr2O72－＋2H＋2CrO3↓＋H2O。（√2.[2024廣東]催化劑Cr2O3可由（NH4）2Cr2O7加熱分解制備，反應(yīng)同時(shí)生成無污染氣體。完成化學(xué)方程式：（NH4）2Cr2O7△Cr2O3＋N2↑＋4H2O。3.[2024全國乙]將溶液適當(dāng)稀釋并加熱，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，該反應(yīng)的離子方程式是TiO2＋＋（x＋1）H2O△TiO2·xH2O↓＋2H＋。4.[2024海南]CH3Mn（CO）5可看作是HMn（CO）5中的氫原子被甲基取代的產(chǎn)物。CH3Mn（CO）5與I2反應(yīng)可用于制備CH3I，反應(yīng)前后錳的配位數(shù)不變，CH3Mn（CO）5與I2反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3Mn（CO）5＋I(xiàn)2CH3I＋MnI（CO）5。5.[2024江蘇改編]將確定量軟錳礦粉（含MnO2及少量Fe、Al、Si、Ca、Mg等的氧化物）與Na2SO3溶液配成懸濁液，加入到三頸瓶中，70℃下通過滴液漏斗緩慢滴加H2SO4溶液，充分反應(yīng)，過濾。MnO2轉(zhuǎn)化為Mn2＋的離子方程式為MnO2＋SO32－＋2H＋Mn2＋＋SO42－＋6.[2024江蘇]在攪拌下向100mL1mol·L－1MnSO4溶液中緩慢滴加1mol·L－1NH4HCO3溶液，過濾、洗滌、干燥，得到MnCO3固體。需加入NH4HCO3溶液的體積約為200mL。7.