高考化学一轮复习第三章 专项提能特训5

1、专项提能特训5热点金属及其化合物的制备大题1随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金维生素”。已知钒的原子序数为23，回答下列问题：(1)钒被认为是一种稀土元素，广泛分散于各种矿物中，钾钒铀矿中的钒原子最外层已达到8电子稳定结构，其化学式为K2H6U2V2O15(其中钒元素的化合价为5价)，若用氧化物的形式表示，该化合物的化学式为：_。(2)五氧化二钒是工业制造中的常用催化剂，如工业制硫酸中就利用五氧化二钒作催化剂。从含钒废催化剂中回收钒，传统的技术是“氧化焙烧法”，其具体流程为：其中焙烧是将食盐和钒铅矿在空气中焙烧，这时矿石中所含的V2O5就转化为NaVO3

2、，然后用水从烧结块中浸出NaVO3，再用稀硫酸酸化就得到V2O5的水合物，经过煅烧就可得到V2O5。配料在焙烧前磨碎的目的是_。写出焙烧过程中V2O5发生反应的化学方程式：_。(3)测定钒含量的方法是先把钒转化成V2O5，V2O5在酸性溶液里转变成VO，再用盐酸、硫酸亚铁、草酸等测定钒。反应的化学方程式为：VOH2C2O4=VO2CO2H2O。若反应消耗0.9 g草酸，参加反应的钒元素质量是_g。答案(1)K2OV2O52UO33H2O(2)增大接触面积，使反应充分进行2V2O54NaClO24NaVO32Cl2(3)0.51解析(3)0.9 g草酸的物质的量是0.01 mol，则根据反应的化

3、学方程式VOH2C2O4=VO2CO2H2O可知参加反应的钒元素的质量是0.01 mol51 gmol10.51 g。2铬是一种具有战略意义的金属，它具有多种价态，单质铬熔点为1 857 。(1)工业上以铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2为原料冶炼铬的流程如图所示：Fe(CrO2)2中各元素化合价均为整数，则铬为_价。高温氧化时反应的化学方程式为_。操作a由两种均发生了化学反应的过程构成，其内容分别是_、铝热反应。(2)Cr(OH)3是两性氢氧化物，请写出其分别与NaOH、稀硫酸反应时生成的两种盐的化学式_、_。(3)水中的铬元素对水质及环境均有严重的损害作用，必须进行无害化处理。转化为重要产

4、品磁性铁铬氧体(CrxFeyOz)：先向含CrO的污水中加入适量的硫酸及硫酸亚铁，待充分反应后再通入适量空气(氧化部分Fe2)并加入NaOH，就可以使铬、铁元素全部转化为磁性铁铬氧体。写出CrO在酸性条件下被Fe2还原为Cr3的离子方程式：_。若处理含1 mol CrO(不考虑其他含铬微粒)的污水时恰好消耗10 mol FeSO4，则当铁铬氧体中n(Fe2)n(Fe3)32时，铁铬氧体的化学式为_。答案(1)34Fe(CrO2)27O28Na2CO32Fe2O38Na2CrO48CO2灼烧使Cr(OH)3分解(2)NaCrO2Cr2(SO4)3(3)3Fe2CrO8H=3Fe3Cr34H2OC

5、r2Fe20O27解析(1)根据化合物中各元素的正负化合价代数和为0分析。根据流程确定反应物和生成物，用化合价升降法配平书写化学方程式。(2)模仿Al(OH)3与NaOH、稀硫酸的反应确定生成物。(3)酸性条件下CrO被Fe2还原为Cr3，Fe2被氧化成Fe3，反应可写成Fe2CrOHFe3Cr3H2O，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，配平方程式。根据Fe守恒，铁铬氧体中n(Fe2)10 mol6 mol，n(Fe3)10 mol4 mol，根据Cr守恒，铁铬氧体中n(Cr3)n(CrO)1 mol，根据电荷守恒，铁铬氧体中n(O2)13.5 mol，铁铬氧体中n(Cr)n(Fe)n(O

6、)1 mol10 mol13.5 mol22027，铁铬氧体的化学式为Cr2Fe20O27。 3一种用软锰矿(主要成分MnO2)和黄铁矿(主要成分FeS2) 制取MnSO4H2O并回收单质硫的工艺流程如下：已知：本实验条件下，高锰酸钾溶液与硫酸锰溶液混合产生二氧化锰。回答下列问题：(1)步骤混合研磨成细粉的主要目的是_；步骤浸取时若生成S、MnSO4及Fe2(SO4)3的化学方程式为_。(2)步骤所得酸性滤液可能含有Fe2，为了除去Fe2可先加入_；步骤需将溶液加热至沸然后在不断搅拌下加入碱调节pH为45，再继续煮沸一段时间，“继续煮沸”的目的是_。步骤所得滤渣为_(填化学式)。(3)步骤需在

7、90100 下进行，该反应的化学方程式为_。(4)测定产品MnSO4H2O的方法之一是：准确称取a g产品于锥形瓶中，加入适量ZnO及H2O煮沸，然后用c molL1KMnO4标准溶液滴定至浅红色且半分钟不褪色，消耗标准溶液V mL，产品中Mn2的质量分数为w(Mn2)_。答案(1) 增大接触面积，提高硫酸浸取时的浸取速率和浸取率3MnO22FeS26H2SO4=3MnSO4Fe2(SO4)34S6H2O(2)软锰矿粉或H2O2溶液破坏Fe(OH)3胶体并使沉淀颗粒长大，便于过滤分离Fe(OH)3(3)(NH4)2Sx12NH3H2SxS(4)%解析 (2)由于Fe2具有较强的还原性，在酸性条

8、件下可用软锰矿粉(MnO2)或H2O2将其氧化为Fe3，既不引入杂质，又能达到除去的目的；用碱液处理时，需将溶液加热至沸，然后在不断搅拌下调节pH为45，再继续煮沸一段时间，以破坏Fe(OH)3胶体并使沉淀颗粒增大，便于过滤分离，得到的滤渣为Fe(OH)3。(4)已知本实验条件下，高锰酸钾溶液与硫酸锰溶液混合产生二氧化锰。根据电子转移守恒可得二者反应的方程式为2KMnO43MnSO4H2O=5MnO2K2SO42H2SO4H2O，已知n(KMnO4)c molL1V103LcV103mol，则n(MnSO4H2O)1.5cV103mol，产品中Mn2的质量分数为w(Mn2)100%。4金属钛(

9、Ti)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀，而被广泛用作高新科技材料，并被誉为“未来金属”，但在高温时钛化合能力极强，可以与氧、碳、氮及其他元素化合。以钛铁矿(主要成分FeTiO3，钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛，同时获得副产品甲的工业生产流程如下：回答下列问题：(1)已知反应钛铁矿和浓H2SO4反应的产物之一是TiOSO4，反应中无气体生成，则该反应属于_(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)，写出该反应的化学方程式：_。(2)写出上述反应、的化学方程式：_。(3)反应要在氩气氛围中进行的理由是_，最终所得到的金属钛中会混有少量杂质，可加入_溶解后除去。(4)用熔融法直接电解TiO2也能制取金属钛，该反应的化学方程式为_。(5)如果取钛铁矿m吨，杂质的百分含量为w，最终生产出钛n吨(不考虑损耗)，则m、n、w三者之间的数学关系是_(已知Ti的相对原子质量为48)。答案(1)非氧化还原反应FeTiO32H2SO4(浓)=TiOSO4FeSO42H2O(2)H2TiO3TiO2H2O、TiO22Cl22CTiCl42CO(3)Ti在