备考2025届高考化学一轮复习强化训练第三章金属及其化合物第5讲铜及其化合物金属的冶炼工艺流程中的过渡金属元素

热点：工艺流程中的过渡金属元素命题特点：过渡金属元素常具有特别性能和用途以及多种可变更合价，成为近年高考命题的宠儿。近年高考题常以Cr、Mn、V、Zn等元素化合物的制备流程为载体，考查原料预处理、循环利用、回收利用、不同价态物质转化规律、条件限制、物质的分别提纯等学问（“多”“快”“好”“省”）。题型1锌及其化合物的工艺流程题（1）锌金属（2）ZnO：两性氧化物，可溶于酸，如ZnO＋2HCl[2]ZnCl2＋H2O；可溶于强碱，如ZnO＋2NaOH＋H2O[3]Na2[Zn（OH）4]。（3）Zn（OH）2：两性氢氧化物，可溶于酸，如Zn（OH）2＋2HCl[4]ZnCl2＋2H2O；可溶于强碱，如Zn（OH）2＋2NaOH[5]Na2[Zn（OH）4]。留意因Zn2＋可形成协作物，故Zn（OH）2能溶于浓氨水，Zn（OH）2＋4NH3·H2O[Zn（NH3）4]2＋＋2OH－＋4H2O。1.推断正误。（1）[2024浙江]电解ZnSO4溶液可以得到Zn。（√）（2）[2024浙江]锌溶于氢氧化钠溶液：Zn＋2OH－＋2H2O[Zn（OH）4]2－＋H2↑。（√）2.[2024全国甲改编]菱锌矿（主要成分为ZnCO3）焙烧生成氧化锌的化学方程式为ZnCO3焙烧ZnO＋CO2↑。3.[2024江苏]400℃时，将确定比例H2、CO、CO2和H2S的混合气体以确定流速通过装有ZnFe2O4脱硫剂的硫化反应器。（1）硫化过程中，ZnFe2O4与H2、H2S反应生成ZnS和FeS，其化学方程式为ZnFe2O4＋3H2S＋H2400°CZnS＋2FeS＋4H2O（2）硫化一段时间后，出口处检测到COS。探讨表明ZnS参加了H2S与CO2生成COS的反应，反应前后ZnS的质量不变，该反应过程可描述为ZnS＋CO2ZnO＋COS、ZnO＋H2SZnS＋H2O。题型2银及其化合物的工艺流程题分析物质性质0价银，具有弱还原性银（Ag）①与氧气反应a.高温下与纯氧反应：4Ag＋O2高温2Ag2O；b.常温下，银材质物品简洁变黑：4Ag＋2H2S＋O2[6]2Ag2S＋2H2O。②与氧化性酸反应：2Ag＋2H2SO4（浓）△[7]Ag2SO4＋SO2↑＋2H2O、3Ag＋4HNO3（稀）[8]3AgNO3＋NO↑＋2H2O＋1价银，具有氧化性，易形成协作物氧化银（Ag2O）①不稳定，受热易分解；②溶于H2O2溶液：Ag2O＋H2O22Ag＋O2↑＋H2O；③溶于浓氨水：Ag2O＋4NH3·H2O[9]2[Ag（NH3）2]OH＋3H2O＋1价银，具有氧化性，易形成协作物氢氧化银（AgOH）①不稳定：2AgOH[10]Ag2O＋H2O；②溶于浓氨水：AgOH＋2NH3·H2O[Ag（NH3）2]OH＋2H2O硝酸银（AgNO3）①不稳定：2AgNO3光照2Ag＋O2↑＋2NO2↑；②与氨水反应：2AgNO3＋2NH3·H2O（少量）Ag2O↓＋H2O＋2NH4NO3、AgNO3＋3NH3·H2O（过量）[Ag（NH3）2]OH＋2H2O＋NH4NO3；③与还原剂反应：如N2H4＋4AgNO34Ag↓＋N2↑＋4HNO3[Ag（NH3）2]OH银氨溶液与含醛基的物质在碱性条件下加热发生银镜反应：CH3CHO＋2[Ag（NH3）2]OH△CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O留意Ag＋与卤素离子（F－除外）、S2－反应生成不同颜色的沉淀，故AgNO3可用于检验卤素离子和S2－。1.推断正误。（1）[2024福建改编]可用盐酸处理银镜反应后试管内壁的金属银。（✕）（2）[2024浙江]向氨水中滴入少量硝酸银溶液：Ag＋＋2NH3·H2OAg（NH3）2＋＋2H（3）[2024湖北]向硝酸银溶液中滴加少量碘化钾溶液：Ag＋＋I－AgI↓。（√）2.[2024全国甲改编]已知：净化除氯后含I－海水，加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI＋Fe2Ag＋Fe2＋＋2I－，生成的沉淀与硝酸反应，生成AgNO3后可循环运用。3.[2024北京改编]将0.0100mol·L－1Ag2SO4溶液与0.0400mol·L－1FeSO4溶液（pH＝1）等体积混合，产生灰黑色沉淀，溶液呈黄色。取灰黑色沉淀，加入浓硝酸，证明沉淀为Ag。现象是灰黑色沉淀溶解，产生红棕色气体。4.[江苏高考改编]AgCl溶于氨水生成络合物的离子方程式为AgCl＋2NH3·H2O[Ag（NH3）2]＋＋Cl－＋2H2O；NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为4Ag＋4NaClO＋2H2O4AgCl＋4NaOH＋O2↑。题型3钴、镍及其化合物的工艺流程题钴和镍都是较稳定的金属，常温下在空气中能稳定存在，加热条件下可生成CoO、NiO。常见化合价为0、＋2、＋3。＋2价的Co和Ni＋3价的Co和Ni性质中间价态，具有氧化性和还原性具有强氧化性对应物质氧化物主要表现氧化性，CoO在确定条件下可被H2、C或CO还原成单质钴酸性环境中发生反应：Co2O3＋6HCl2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O、Ni2O3＋6HCl2NiCl2＋Cl2↑＋3H2O氢氧化物表现还原性：①Co（OH）2在空气中被缓慢地氧化为棕褐色的Co（OH）3。②Ni（OH）2在空气中较稳定，可接受强氧化剂在碱性条件下将其氧化酸性溶液中被还原，如在盐酸中：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.推断正误。（1）[2024广东改编]钴的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。酸性条件下电解CoCl2溶液制备金属钴的电解总反应为2Co2＋＋2H2O电解2Co＋O2↑＋4H＋。（√）（2）[天津高考]无水CoCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于推断变色硅胶是否吸水。（√）2.[全国Ⅲ高考改编]硫酸镍（NiSO4）在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式2Ni2＋＋ClO－＋4OH－2NiOOH↓＋Cl－＋H2O。3.[天津高考]Co（OH）3与盐酸反应有黄绿色气体生成，写出反应的离子方程式：2Co（OH）3＋6H＋＋2Cl－Cl2↑＋2Co2＋＋6H2O。4.[天津高考改编]工业上选用H2SO4和HNO3的混酸与Ni反应制备NiSO4的化学方程式为3Ni＋3H2SO4＋2HNO33NiSO4＋2NO↑＋4H2O（或Ni＋H2SO4＋2HNO3NiSO4＋2NO2↑＋2H2O）。5.[全国Ⅲ高考改编]向含有Zn2＋和Ni2＋的溶液中加入Na2S，以除去Zn2＋和Ni2＋，生成的沉淀为ZnS、NiS。题型4钛、钒、铬、锰及其化合物的工艺流程题元素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族常见化合价＋3、＋4＋3、＋4、＋5＋3、＋6＋2、＋4、＋7（1）钛及其化合物（2）钒及其化合物钒及其化合物金属单质（3）铬及其化合物铬及其化合物金属单质（4）锰及其化合物锰及其化合物金属单质1.推断正误。（1）[2024全国甲改编]向K2CrO4溶液中缓慢滴加硫酸，黄色变为橙红色，说明增大氢离子浓度，转化平衡向生成Cr2O72－的方向移动。（（2）[2024湖北改编]Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H＋浓度的增大会转化为CrO3。CrO3的生成反应为Cr2O72－＋2H＋2CrO3↓＋H2O。（√2.[2024广东]催化剂Cr2O3可由（NH4）2Cr2O7加热分解制备，反应同时生成无污染气体。完成化学方程式：（NH4）2Cr2O7△Cr2O3＋N2↑＋4H2O。3.[2024全国乙]将溶液适当稀释并加热，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式是TiO2＋＋（x＋1）H2O△TiO2·xH2O↓＋2H＋。4.[2024海南]CH3Mn（CO）5可看作是HMn（CO）5中的氢原子被甲基取代的产物。CH3Mn（CO）5与I2反应可用于制备CH3I，反应前后锰的配位数不变，CH3Mn（CO）5与I2反应的化学方程式为CH3Mn（CO）5＋I2CH3I＋MnI（CO）5。5.[2024江苏改编]将确定量软锰矿粉（含MnO2及少量Fe、Al、Si、Ca、Mg等的氧化物）与Na2SO3溶液配成悬浊液，加入到三颈瓶中，70℃下通过滴液漏斗缓慢滴加H2SO4溶液，充分反应，过滤。MnO2转化为Mn2＋的离子方程式为MnO2＋SO32－＋2H＋Mn2＋＋SO42－＋6.[2024江苏]在搅拌下向100mL1mol·L－1MnSO4溶液中缓慢滴加1mol·L－1NH4HCO3溶液，过滤、洗涤、干燥，得到MnCO3固体。需加入NH4HCO3溶液的体积约为200mL。7.