微專題第四周期過渡元素及其化合物-2024高考化學(xué)一輪考點(diǎn)擊破

微專題2第四周期過渡元素及其化合物突破核心整合Sc——鈧1.金屬Sc非常活潑，室溫下易與氧氣、鹵素單質(zhì)、二氧化碳及水作用，在加熱條件下與氮、磷、砷等作用，Sc與所有的無機(jī)酸都起反應(yīng),在濃堿中緩慢溶解。2.鈧的化學(xué)性質(zhì)與鋁相似，在水溶液中以Sc（Ⅲ）存在;Sc2O3Sc22Sc2ScSc(2Sc2ScTi——鈦1.單質(zhì):鈦的表面存在致密的氧化膜。常溫下鈦不與水、空氣、稀酸反應(yīng)。鈦能溶解于熱濃鹽酸或熱濃硫酸，可溶于氫氟酸。2Ti2Ti2.TiO2TiO2TiO2TiO2+BaCO3.TiCl4TiCl4V——釩1.存在形式水溶液中不存在V5+，+5價(jià)釩主要以釩氧基離子(VO2+、VO3+2.常見物質(zhì)（1）單質(zhì)釩在常溫下不與空氣、水、非氧化性酸和堿等反應(yīng)。V可溶于氧化性酸、王水和氫氟酸，高溫下可與熔融態(tài)的堿反應(yīng)。2VV+6（2）V2V2V2（3）釩鹽2NHVO22VOCr——鉻1.存在形式Cr（Ⅱ）:CrCr（Ⅲ）:CrCrO2?、Cr（Ⅵ）:CrCrO42.常見物質(zhì)（1）Cr——最硬的金屬化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,常溫下,放在空氣中或浸在水中不會(huì)生銹。（2）Cr2Cr2Cr2（3）Cr(Cr(Cr(（4）鉻鹽CrO4Cr2Cr2Cr2Mn——錳1.單質(zhì)Mn+2Mn+22Mn2.MnO2不溶于水和硝酸，與純堿和氧化劑共熔，放出二氧化碳并生成錳酸鹽。3.Mn(Mn2+2Mn4.錳鹽3Mn2Mn3MnO3MnOFe——鐵1.(NH定量分析中常用作基準(zhǔn)物質(zhì)來標(biāo)定K2Cr22.高鐵酸鹽的制備2FeFe23.配合物Fe3+K+Co、Ni——鈷、鎳1.概述鐵、鈷、鎳均屬于鐵系元素，性質(zhì)上有許多相似之處。2.氧化性酸性介質(zhì)中Co（Ⅲ）、Ni（Ⅲ）有強(qiáng)氧化性。2Co2Ni3.配合物[Co(NH4[CoCu——銅Cu2Cu2Cu(Zn——鋅物質(zhì)部分性質(zhì)單質(zhì)Zn熔點(diǎn)低，性質(zhì)較活潑。4Zn+2O2ZnO俗稱鋅白，作白色顏料。溶于氨水，更易溶于NH4Cl和NHZn(溶于氨水，更易溶于NH4Cl和NH3?ZnCl2溶液顯酸性。其溶液直接蒸干得不到ZnCl2。ZnClZnS難溶硫化物中唯一呈白色的，可用作白色顏料，它與BaSO4一起共沉淀（用ZnSO4和BaS反應(yīng)），形成ZnS、BaSOZnCO3加熱分解（普通碳酸鹽沉淀的性質(zhì)）高考經(jīng)典再研典例[2022湖南，17，14分]鈦(Ti)及其合金是理想的高強(qiáng)度、低密度結(jié)構(gòu)材料。以鈦渣（主要成分為TiO2，含少量V、Si已知“降溫收塵”后，粗TiCl4物質(zhì)TiCl4VOCl3SiCl4AlCl3沸點(diǎn)/答下列問題：（1）已知ΔG=ΔH?TΔS，ΔG的值只決定于反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)，忽略ΔH、ΔA.C(B.2CC.TiO2D.TiO2[解析]若ΔG<0，則該反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行，由題圖可知600℃時(shí)，反應(yīng)TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)的Δ（2）TiO2與C、Cl2在物質(zhì)TiCl4COCO2Cl2分壓/MPa4.59×101.84×103.70×105.98×10①該溫度下，TiO2與C、Cl2反應(yīng)的總化學(xué)方程式為[解析]分壓之比等于物質(zhì)的量之比，TiCl4、CO2、CO都是生成物，由表中數(shù)據(jù)可得三者分壓之比約為5:4:2，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒可寫出化學(xué)方程式為5②隨著溫度升高，尾氣中CO的含量升高，原因是隨溫度升高，2C(s)+O2(g)2CO(g[解析]隨溫度升高，2C(s)+O2(g)2CO(（3）“除釩”過程中的化學(xué)方程式為Al+3VOCl3AlCl3[解析]由已知信息可知除釩時(shí)該工序含釩反應(yīng)物為VOCl3，與Al發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒可知反應(yīng)為Al+3VOCl3（4）“除釩”和“除硅、鋁”的順序不能（填“能”或“不能”）交換，理由是若是工序互換，將引入AlCl3，降低TiCl4[解析]若是工序互換，蒸餾時(shí)除去SiCl4和AlCl3，得到TiCl4和VOCl3的混合物，在混合物中加入Al除去了VOCl3（5）下列金屬冶煉方法與本工藝流程中加入Mg冶煉Ti的方法相似的是AC。A.高爐煉鐵 B.電解熔融氯化鈉制鈉C.鋁熱反應(yīng)制錳 D.氧化汞分解制汞[解析]Mg冶煉Ti屬于熱還原法，故符合題意的有AC。情境素材鈦渣提純鈦的工藝流程考查角度蓋斯定律、化學(xué)反應(yīng)的方向、化學(xué)方程式的書寫、物質(zhì)的分離與提純、金屬冶煉素養(yǎng)立意宏觀辨識(shí)與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知變式.磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO該工藝條件下，有關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH見下表：金屬離子Fe3+Al3+Mg2+Ca2+開始沉淀的pH2.23.59.512.4沉淀完全(c=1.0×10?5mol?3.24.711.113.8回答下列問題：（1）“焙燒”中，F(xiàn)e2O3轉(zhuǎn)化為NH（2）實(shí)驗(yàn)室“過濾”操作需要的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯。（3）列式計(jì)算常溫下氫氧化鐵的溶度積：Ksp（4）“酸溶”后，將溶液適當(dāng)稀釋并加熱，TiO2+水解析出TiO2?xH2O沉淀,解釋適當(dāng)稀釋和加熱的原因：根據(jù)TiO模擬對(duì)點(diǎn)演習(xí)1.[2022廣東廣州深圳二調(diào)]高磷鎳鐵是生產(chǎn)鈣鎂磷肥的副產(chǎn)品。以高磷鎳鐵（主要含Ni、Fe、P，還含有少量Fe、Cu、Zn的磷化物）為原料生產(chǎn)硫酸鎳晶體(NiSO已知：電解時(shí)，選用2mol回答下列問題：[解析]先將高磷鎳鐵制成電極板，進(jìn)行電解，Ni、Fe、Zn、Cu轉(zhuǎn)化為陽(yáng)離子進(jìn)入溶液，之后加入NaClO將Fe2+氧化為Fe3+，然后加入Na2CO3，使溶液的pH=2，并將溶液加熱至50℃，形成鐵、磷共沉淀；過濾后加入H2S除去Cu2+和Zn2+（1）先將高磷鎳鐵制成電極板，“電解”時(shí)，該電極板作陽(yáng)極；陰極產(chǎn)物主要為H2，此外，溶液中的Cu[解析]電解過程將Fe、Ni、Zn、Cu轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子，所以高磷鎳鐵應(yīng)作陽(yáng)極，被氧化；在陰極主要是氫離子放電，故主要產(chǎn)物為H2（2）“除鐵磷”時(shí)，溶液中Fe2+先被氧化為Fe3+，該過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++ClO?[解析]“除鐵磷”時(shí)，ClO?將Fe2+氧化為Fe3+，結(jié)合已知條件知所處環(huán)境中存在大量H+（3）“濾渣2”的主要成分為ZnS和CuS（填化學(xué)式）。[解析]“除鐵磷”后溶液中還含有Cu2+、Zn2+，所以加入H2S除雜時(shí)得到的“濾渣2”的主要成分為ZnS（4）“沉鎳”時(shí)，為確保鎳沉淀完全，理論上應(yīng)調(diào)節(jié)溶液pH≥9.15{已知：25℃時(shí)，Ksp[Ni(OH)[解析]當(dāng)溶液中c(Ni2+)=1.0×10?5mol?L?1時(shí)（即Ni2+恰好沉淀完全），c(OH（5）“母液”中的溶質(zhì)主要有NaCl、Na2SO[解析]ClO?在“除鐵磷”操作中被還原為Cl?，電解時(shí)選用2mol?L?1硫酸溶液為電解液，所以溶液中存在SO42?，在“沉鎳”操作中引入了Na+，且“沉鎳”后母液的pH≥9.15（6）硫代硫酸鎳(NiS2O3)在冶金工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。向上述流程制得的NiSO4溶液中加入BaS2O3固體，充分反應(yīng)后，過濾得到NiS①生成NiS2O3的化學(xué)方程式為BaS2O3+NiSO4[解析]根據(jù)題意，NiSO4溶液可以使BaS2O3沉淀轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀，同時(shí)得到NiS2O3，化學(xué)方程式為BaS②加入無水乙醇有利于NiS2O3晶體析出，其原因是無水乙醇可以降低NiS[解析]無水乙醇可以降低NiS2O2.[2021河北，15，14分]綠色化學(xué)在推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種熔鹽液相氧化法制備高價(jià)鉻鹽的新工藝，該工藝不消耗除鉻鐵礦、氫氧化鈉和空氣以外的其他原料，不產(chǎn)生廢棄物，實(shí)現(xiàn)了Cr?Fe?回答下列問題：[解析]通過起始物質(zhì)和各工序產(chǎn)生的物質(zhì)，再結(jié)合加入的物質(zhì)逐一分析可得各步反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。（1）高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是Cr、Fe（填元素符號(hào)）。[解析]Fe(CrO2)2中Cr、Fe的化合價(jià)分別為+3、+2，高溫連續(xù)氧化工序中被O2分別氧化為（2）工序①的名稱為水浸或溶解。[解析]工序①的操作加入水，然后過濾得到濾渣Ⅰ和介穩(wěn)態(tài)相，說明工序①為溶解或水浸。（3）濾渣Ⅰ的主要成分是Fe2O3[解析]Fe(CrO2)2中Fe、Cr分別轉(zhuǎn)化為Fe2O3和Na2CrO4，Al2O3（4）工序③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Na[解析]結(jié)合工序②、④分析可知?dú)怏wA為CO2，故工序③發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Na（5）物質(zhì)Ⅴ可代替高溫連續(xù)氧化工序中的NaOH，此時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(CrO2)2+7O[解析]NaOH的作用是獲得Fe2O3、N