2023版高三一轮总复习化学鲁科版教案：第3章 题型课3 高考中常涉及的金属及其化合物的性质

题型课3高考中常涉及的金属及其化

合物的性质

题型一Zn、Be及其化合物的性质

规律方法突破

V......

1.钺、锌及其化合物性质的相似性——两性

与酸反应与碱反应

Be+2H+=Be2++Be+2NaOH+

Be

单H2t2H2O=Na2出e(OH)4]+H2t

质Zn+2H+=Zn2++Zn+2NaOH+

Zn

H2t2H2O=Na2[Zn(OH)4]+H2t

BeO+2H+=Be2++BeO+2NaOH+

氧BeO

H2OH2O=Na2[Be(OH)4]

化

ZnO+2H+=Zn2++ZnO+2NaOH+

物ZhO

H2OH2O==Na2[Zn(OH)4]

氢Be(OH)+2H+=Be2

2Be(OH)2+

Be(OH)2

+

氧+2H2O2NaOH=Na2[Be(OH)4]

化Zn(OH)+2H+=Zn2

2Zn(OH)2+

Zn(OH)2

+

物+2H2O2NaOH=Na2[Zn(OH)4]

2.锌盐

⑴可溶性锌盐(如ZnSO。

与少量NaOH溶液反应：

Zn2++2OH=Zn(OH)2I

与足量NaOH溶液反应：

2+2-

Zn+4OH=[Zn(OH)4]或ZiF+4OH-=ZnOf+2H2O

(2)Na2[Zn(OH)4](或Na2ZnO2)

与盐酸少Na2[Zn(OH)4]+2HCl=Zn(OH)2I+2NaCl+2H2。或

反应量Na2ZnO2+2HCl==Zn(OH)21+2NaCl

足Na2[Zn(OH)4]+4HCl=ZnC12+2NaQ+4H2。或

量Na2ZnO2+4HCl=ZnCl2+2NaCl+2H2O

题型专项训练

V......

1.钱(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性

化合物。工业制备钱的流程如图所示：

下列判断不合理的是()

A.AkGa均处于第IDA族

B.Ga2O3可与盐酸反应生成GaCb

C.Ga(OH)3可与NaOH反应生成Na[Ga(OH)4]

D.酸性：Al(OH)3>Ga(OH)3

D[根据流程中通入适量CO2生成A1(OH)3但不生成Ga(OH)3,可知酸性

Al(OH)3<Ga(OH)3,D项错误。]

2.锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸溶液，又能溶于强碱溶

液，但是A1(OH)3不溶于氨水，而Zn(OH)2能溶于氨水，生成[Zn(NH3)4]2+。

⑴下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法可以鉴别的是

(填序号)。

@A12(SO4)3和NaOH(2)A12(SO4)3和氨水

③ZnSO4和NaOH④Z11SO4和氨水

(2)ZnSO4溶液中逐滴加入氨水至过量，写出有关的离子方程式：

[答案]⑴①③④(2)Zn2++2NH3・H2O=Zn(OH)2I+2NH-Zn(OH)2

2+

+4NH3H2O=[Zn(NH3)4]+2OH-+4H2O

题型二常考变价金属(V、Cr、Mn、Ti)及其化合物的性质

规律方法突破

V......

1.矶及其化合物

⑴帆单质具有耐酸性，在空气中不易被氧化，可溶于氢氟酸、硝酸和王水。

⑵帆的氧化物

帆的常见化合价为+2、+3、+4、+5,对应氧化物分别为VO、V2O3、

VO2和V2O4、V2O5o

帆的氧化物的化学性质

化学式VO

V2O3VO2、v2o4V2O5

碱性碱性

物质类别两性氧化物两性氧化物

氧化物氧化物

+

VO2+2H

VO+2H++=¥02++VO+2H+=2VO2

V2O3+6H25

反应方

2+3+-

^=v=2V+H2。、+H2O、V2O5+6OH

程式

-

+H2O3H2O2VO2+OH==2VOr+3H2O

=HV2O^

（3）氢氧化帆

化学式V(OH)2V(OH)3

V2++2OH==V(OH)21(褐V3++3OH==V(OH)31(绿

制备

色)色)

+2++3+

性质V（OH）2+2H=V+2H2OV(OH)3+3H=V+3H2O

（碱）在空气中极易被氧化在空气中易被氧化

（4）帆盐

①五价帆盐在碱性较强的溶液中以VO『形式存在，在酸性溶液中发生一系

列反应生成偏研酸盐（VO。、焦矶酸盐”2。7）、多帆酸盐等。

②四价矶盐在酸性溶液中主要以VO2+形式存在，如VOSO4。

2.铝及其化合物

（1）铝单质：最硬的金属，化学性质稳定，常温下在空气中、水中不生锈。

⑵铭的氧化物与氢氧化物

O2O3和CKOH）3具有两性，其转化关系如下:

①OH②OH

「3--、Cr(()H)..„LCr(OH)J

@Hf③H

（紫色）（灰蓝色）（绿色）

相关反应的离子方程式:

+3OH==Cr(OH)3I

②Cr(OH)3+OH==[Cr(OH)4]-

+

@[Cr(OH)4]+H=Cr(OH)3I+H2O

+3+

@CrCOH)3+3H=Cr4-3H2O

(3)铭盐

馅元素的常见价态有+2、+3、+6O

①CrUI)：在酸性溶液中，CF+具有很强的还原性。

②Cr(ni)：CN+在酸性条件下是稳定的，但在碱性条件下能被氧化成CrOF，

3+-

2Cr+3H2O2+10OH=2CrOr+8H2Oo

在碱性溶液中，亚铭酸盐(CrO力可以被七。2或NazCh氧化成铝酸盐：

2CrO2+3H2O2+2OH-=2CrOF+4H2O,

+-

2CrOJ+3Na2O2+2H2O=2CrOr+6Na+4OH。

③CHW)：在水溶液中Cr20r和CrOT存在下列平衡：

-+

2CrOi+2H-Cr20r+H2O

(黄色)(橙红色)

在酸性溶液中，CoO＞具有强氧化性，但在碱性溶液中52。歹的氧化性要

弱得多。

3.镒及其化合物

镒元素常见价态：+2、+4、+6、+7。

(l)Mn(IV)

MnO2不溶于水、硝酸，是两性氧化物。

①在酸性介质中具有强氧化性，如MnO2+4HCl(^)=^=MnCl2+Cl2t

+2H2O；遇易燃物可燃烧。

②遇强氧化剂表现还原性，如3MnO2+3K2CO3+KClO3=^=3K2MnO4+

KC1+3CO2to

"X—E,二心,MnOz,▲MnOz

③可用作催化剂，如2KC1O3穴=2KC1+3O2t,2H2O2=2H2O+O23

(2)Mn(VI)

①MnOr能存在于强碱性溶液中，在酸性、中性环境中均发生歧化，即

MnOj--»MnO]+M11O2。

②MnO歹为绿色，具有强氧化性，能氧化Fe2+、S2-^HC1等。

(3)Mn(VII)

KM11O4热稳定性差，通常保存在棕色试剂瓶中：

光照

4KMnO4+2H2O=^=4MnO2I+3O2t+4KOH。

①在酸性介质中，MnO1具有强氧化性，本身被还原为M/+。

②在碱性、中性或微弱酸性溶液中，MnO1氧化性减弱，还原产物为MMh。

③在强碱性溶液中，MnO1还原产物为MnOH。

4.钛及其化合物的性质

(l)Ti：常温时与酸不反应，但可与HF反应(Ti+6HF=H2TiF6+2H2t),

也可与热的浓盐酸反应[2Ti+6HC1(浓)=^=2TiCl3+3H2t]o

(2)TiO2：不溶于水和稀酸，可溶解在HF溶液及热的浓硫酸中；可与Cl2

反应，TiO2+2Cl2=TiC14+O2；与碱溶液缓慢反应，TiO2+2NaOH=Na2TiO3

高温

+H2O；在高温下与Cb、C发生反应，TiO2+2C+2Cl2^=TiC14+2COo

(3)TiC14：暴露在空气中会冒出白烟，TiQ4+3H2O=H2TiO3I+4HC1；

1220~1420K

Mg作还原剂时可制备金属钛，2Mg+TiCL——=2MgC12+Ti。

V题型分项训练

(2020•全国I卷，T26)帆具有广泛用途。黏土铀矿中，钢以+3、+4、+5

价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4o采用以下工艺

流程可由黏土机矿制备NH4V03。

30«产N调Taj«>»HCINH,C1

pH=8.5

[悬吟与扁吧编岳产®注液④

L沉机1ANHJO,

MnO,滤渣①滤液②滤渣③滤渣④滤液⑤

该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:

金属离子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+

开始沉淀pH1.97.03.08.1

完全沉淀pH3.29.04.710.1

回答下列问题：

(1)“酸浸氧化”需要加热，其原因是

(2)“酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成VO,同时还有_______被氧化。

写出VO+转化为VO3反应的离子方程式：o

(3)“中和沉淀”中，帆水解并沉淀为V2O5XH2O,随滤液②可除去金属离

子K+、Mg2+、Na+、,以及部分的。

(4)“沉淀转溶”中，V2O5XH2O转化为钢酸盐溶解。滤渣③的主要成分是

⑸“调pH”中有沉淀生成，生成沉淀反应的化学方程式是

(6)“沉钮”中析出NH4V晶体时，需要加入过量NHQl,其原因是

[解析](1)“酸浸氧化”中温度较低时，酸浸和氧化反应速率较慢，加热的

目的是加快酸浸和氧化反应速率。(2)从原料看，“酸浸氧化”中四氧化三铁溶

于稀硫酸，发生反应Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O,加入的二氧

2+

化镒除氧化VO+和VO2+外，还氧化Fe0VO+转化为V&反应的离子方程式

为VO++MnO2+2H+=VOl+Mn2++H2O0(3)根据表格中数据知，pH在3.0〜

3.1时，铁离子接近沉淀完全，少量铁离子随滤液②除去，AP+部分沉淀，大量

铝离子随滤液②除去，K+、Mg2+、Na+、M/+随滤液②除去。(4)在pH>13的

强碱性溶液中，VZOSHHZO转化为轨酸盐而溶解，A1(OH)3转化为Na[Al(OH)4]

而溶解，Fe(OHb不溶，故滤渣③的主要成分是Fe(OH)3。(5)pH=8.5时铝元素

沉淀，故“调pH”时生成氢氧化铝沉淀，反应的化学方程式为Na[Al(OH)4]+

HC1=A1(OH)3I+NaCl+H2Oo(6)“沉轨”时要使NH4VQ)尽可能析出完全，

利用同离子效应，加入过量NH4CI可达到此目的。

[答案]⑴加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全)

2+++2+

(2)FeVO+MnO2+2H=VOJ+Mn+H2O

(3)Mn2+AP+和Fe3+

(4)Fe(OH)3

(5)Na[Al(OH)4]+HC1==A1(OH)3I+NaCl+H2O

⑹利用同离子效应，促进NH4V03尽可能析出完全

L题型达标验收吟T

1.铝、钺及其化合物具有相似的化学性质，已知反应：BeCl2+

Na2[Be(OH)4]=2NaCl+2Be(OH)2I能完全进行，则下列推断正确的是()

A.Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液

B.因BeCL水溶液的导电性强，故BeCL是离子化合物

C.常温下Na2[Be(OH)4]溶液的pH>7,将其蒸干并灼烧后得到的残留物为

BeO

D.常温下BeCk溶液的pH>7,将其蒸干并灼烧后得到的残留物是BeCk

A[铝、钺及其化合物具有相似的化学性质，Be(OH)2与A1(OH)3性质相似，

Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液，A正确；某些共价化合物水溶

液的导电性也较强，B错误;Na2[Be(OH)4]溶液蒸干并灼烧后得到Na2[Be(OH)4],

C错误；常温下BeCL溶液的pH<7,蒸干并灼烧后得到的残留物是BeO,D错

误。]

2.某电镀废料的主要成分为CKOHM含有AI2O3、Zn。、CuO>NiO等杂

质)。以该废料为原料制备重格酸钠的工艺流程如下：

NacO3稀硫酸

膏啰2■罩/号位“西

滤Ai滤%nM液

回收Cu、Ni

已知:①水浸过滤后的滤液中含有NazCrQi和少量的Na[Al(OH)4]>Na2ZnO2

等物质；

②2CrOF+2H+0Cr2。>+H2O。

请回答下列问题：

⑴为了提高水浸效率，可采取的措施有

________________________________________________(填两条即可)。

(2)焙烧过程中，氧化剂为,51.5gCr(OH)3参加反应时转移电子

为mole

(3)“一系列操作”包括加入稀硫酸、蒸发浓缩、降温结晶、过滤等。加入

稀硫酸的目的是o

(4)将重铭酸钠转化为重倍酸钾的方法是：在浓重铭酸钠溶液中加入氯化钾

晶体，采取降温结晶法析出重铝酸钾。由此推知，相同条件下，重铝酸钾的溶

解度________(填“大于”或“小于”)重铝酸钠的溶解度。

［解析］

滤液中含有CrO；'加入稀硫酸、蒸发浓

ZnO八［AI(?H)J、Na♦等缩、降温岩晶、过滤

Na2CO3；稀硫酸1

废料每用卒H蹿I―T调7PHi一第|一Na2Cr2O7

滤渣I滤法n

；回收Cu、Nif虑浓

Cr(OH)3\A1,O3>主要成分为

ZnO与碳酸质Zn(OH)2、A1(OH)3

发生反应

［答案］⑴加热、搅拌(2)O21.5

(3)促进铝酸钠转化为重倍酸钠(4)小于

3.(2020•山东等级考,小)用软镒矿(主要成分为MMh，含少量Fe3O4>Al2O3)

和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下：

已知：MnCh是一种两性氧化物；25c时相关物质的&p见下表。

物质Fe(OH)2Fe(OH)3A1(OH)3Mn(OH)2

Ksp1X10-1631X10-3861X10-3231X10-12.7

回答下列问题：

⑴软镒矿预先粉碎的目的是,MnO2

与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为

(2)保持BaS投料量不变，随MnCh与BaS投料比增大，S的量达到最大值

后无明显变化，而Ba(OH)2的量达到最大值后会减小，减小的原因是

⑶滤液I可循环使用，应当将其导入到操作中(填操作单元的名

称)。

(4)净化时需先加入的试剂X为(填化学式)，再使用氨水调溶液的

pH,则pH的理论最小值为(当溶液中某离子浓度cWLOXlormoVL-

1时，可认为该离子沉淀完全)。

⑸碳化过程中发生反应的离子方程式为

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

［解析］(1)对软锤矿进行粉碎，其表面积增大，在后续加入硫化锁溶液时，

固体与溶液接触面积大，充分反应，能提高反应速率。分析该制备工艺流程图

可知，“反应”操作中硫化锁中的硫元素转化为硫单质，硫化锁中的领元素转

化为氢氧化锁，故软镒矿中的二氧化镒在“反应”操作中被硫化锁中的S2-还

原，镒元素由+4价转化为+2价，故MnC>2与BaS溶液反应转化为MnO的化

学方程式是MnO2+BaS+H2O=Ba(OH)2+MnO+So⑵加入的MnO2的量增

大,而Ba(OH)2的量减少，是因为MnO?为两性氧化物，能与强碱Ba(OH)2反

应，从而导致Ba(OH)2的量减少。(3)滤液I中仍含少量的Ba(OH)2,为提高其

产率，可将滤液I导入前边的''蒸发"操作中。(4)由软锈矿中的杂质成分有

Fe3()4可知，其经过与S2-的“反应”操作后主要以Fe2+形式存在，结合表中四

种氢氧化物