09、过渡金属及其化合物(1)

乐学高考2019届第1页共8页过渡金属及其化合物元素常考价态CrTiMnCeCoPb一、锰的化合物1、价态规律稳定：不稳定：例：K2MnO4酸化制备KMnO42、KMnO4的制备+6+3¥aTI.+4Hittite+7+6+4+3+2TIEH+4+3+3+244+2pkit'nO4.iina.Mit.liinooh)k.itnO¢l¥±t¥E):M"noF+4Ht=2M"ntai.it#n2ahtzthoiHA'¥:}⇒-Etter÷¥"gz14Eat'¥tKzMnO42Mn02+02+4KOH2+2h203MnO4"+202=MnO2f+2MnO4'+20512M¥)402+21-1204h05C'THE)乐学高考2019届第2页共8页3、MnO2的氧化性x制氯气：x氧化Fe2+:x氧化H2O2:xZn-MnO2-KOH：例：（2016全国Ⅰ理36）高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：氢氧化钾软锰矿烘炒锅加热平炉水浸沉降析晶回碱预热富氧空气K2MnO4电解法CO2歧化法KMnO4回答下列问题：（1）原料软锰矿与氢氧化钾按1:1的比例在“烘炒锅”中混配，混配前需将软锰矿粉碎，其作用是___________________________________。（2）“平炉”中发生反应的化学方程式为______________________________。（3）“平炉”中需要加压，其目的是_______________________________________。（4）将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。①“CO2歧化法”是传统工艺，即在K2MnO4溶液中通入CO2气体，使体系呈中性或弱酸性，K2MnO4发生歧化反应。反应中生成K2MnO4、MnO2和________（写化学式）。②“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4水溶液。电解槽中阳极发生的电极反应为_________________________，阴极逸出的气体是________。③“电解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理论利用率之比为________。二、铬的化合物1、价态规律IHHMnOz+4H+t2CiEMn"tUzft2Hz0MNO,+4Htt2Fe"=Mn4t2Fe3+t2HzoMnOz+2H+tHz0z=Mn"+024+21-120t''t'Mttntbz+e-+HzO=M+3nooH+0H'KOH+6MNOZ.t¥aEt'Eight.tt#2.vT.IiB¥Enzi's.tt/c.vT.kBTLHlO3(HZUO})"Mnai-e-=MnOIHY3:2loo%667%*gait,.no#t*e-c%5FEKFdiioiyiiqtkHCr3Ycrcotbt,hits34ha.}'k¥He¥'t,pest,l':#VI)(FeO4")1Mma)(Mn04")乐学高考2019届第3页共8页2、平衡移动的考察（1）外加酸碱的颜色改变（2）K2Cr2O7溶液中加入BaCl2，析出黄色沉淀，且溶液酸性明显增强，请用化学平衡理论加以解释。3、K2Cr2O7的制备例：铬铁矿的主要成分可 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示为FeO·Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质已知：NaFeO2遇水强烈水解。（1）K2Cr2O7中Cr元素的化合价是。（2）生成滤渣1中红褐色物质的反应的化学方程式是。滤液1的成分除Na2CrO4外，还含有（填化学式）。（3）利用滤渣2，可制得两种氧化物，其中一种氧化物经电解冶炼可获得金属，该电解反应的化学方程式是。（4）由滤液2转化为Na2Cr2O7溶液应采取的措施是。（5）向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加热浓缩、、过滤、洗涤、干燥。（6）煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是铬铁矿NaOH固体Na2CrO4NaFeO2……O2煅烧过滤水浸滤液1Na2CrO4……过滤调pHK2Cr2O7晶体Na2Cr2O7溶液KCl固体滤液2Na2CrO4……滤渣1滤渣2,-→Cr}0,jlHtEt¥±)2Cr04t+2HtCrop'tthoE¥±¥44504CroathimCroptrxbach.tt#CrOiHBaCrO4t,.EkEitIE3.clHtH'+2+3ChatNat(vt.)CiKt(Kt)+6Dnttt:EEEBIEH'NAAIOZNaii03Fecoh)}fHisiof✓Allows)✓+6Felt+2h20=Felohbftat'NAAIO>.Nadia.NAOH.21712031k¥.IN?pB?tgp.4Alt3Ozf7n#EHiSO4FIBYkYIty5tniEa4F'eO.fgtno6O3+70It2oNaOH4NaFeOz+8NazCrO4tlOHzO乐学高考2019届第4页共8页三、钛的化合物1、金属钛的制备2、水热法制备TiO2（钛白）例：I、工业上用钛铁矿石(FeTiO3，含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经过下述反应制得:其中，步骤③发生的反应为：2H2SO4+FeTiO3=TiOSO4+FeSO4+2H2O（1）净化钛矿石时，需用浓氢氧化钠溶液来处理，写出该过程中两性氧化物发生反应的离子反应方程式:______________________________.（2）④中加入的X可能是______A、H2O2B、KMnO4C、KOHD、SO2（3）④⑤两步的目的是____________。（4）写出⑥的化学反应方程式_______________________________________________II、TiO2可通过下述两种方法制备金属钛:方法一是先将TiO2与Cl2、C反应得到TiCl4，再用镁还原得到Ti。（5）写出生成TiCl4的化学反应方程式_________________________方法二是电解TiO2来获得Ti(同时产生O2)：将处理过的TiO2作阴极，石墨为阳极，熔融CaO为电解液，用碳块作电解槽池.（6）阴极反应的电极反应式为_____________________（7）电解过程中需定期向电解槽池中加入碳块的原因是_________________________。TIOZHHIICYJCTiffgls"*¥Tickdg)adf.noTitnlaclcsiorsi)---'*-Tick+(Xtdtho°Tia.xHioft4HCl4Tilt't2h20HZTIO}+2H+E¥k.LK#PH=4AteA-1203+2015=217102'tHzoA✓x××KEEEEEE,TIO"+3h20€Tia.2Hioft2H+Ti0z+2Ckt2C=TicketZCOCat'02-Ti0zt4e'=Ti+202'KI:202''45=021"iz¥±COzf'PAAKEISXOZIEFTEC乐学高考2019届第5页共8页【推广训练】（2012浙江）以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如图：下列说法不正确的是（）A．在阴极式，发生的电极反应为：222HO2e2OHH++n﹣﹣═B．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H+浓度增大，使平衡2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O向右移动C．该制备过程总反应的化学方程式为：4K2CrO4+4H2O通电2K2Cr2O7+4KOH+2H2↑+O2↑D．测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比为d，则此时铬酸钾的转化率为12d−（2016调研）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2—CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化铁制备金属钛。下列说法中正确的是（）A．将熔融CaF2-CaO换成Ca(NO3)2溶液也可以达到相同目的B．阳极的电极反应式为：C+2O2－-4e－CO2↑C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少D．若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“+"接线柱应连接Pb电极"at'i8iAIEi±a"J8-,D+6Ht+6z.µ.p-+apCroi→Cn0,21<2404¥1<2420,HFK'µ+pHI2kt!OH'"i.KEKOH✓*✓4e'now[1-✓X2kzCrO4⇒K2CnO7¥y=2-4×+211=2-2×=dE't101-2×+211FE-ZX+X×=1-€41-zxXX=2¥=2-d,t¥33k¥'EHECat'.F.02'B--*%%Ht:CdttzeicaTiag.+go)OzKit02OzoXxxmeX(.,乐学高考2019届第6页共8页课后作业1、重铬酸钠俗称红矾钠（Na2Cr2O7·2H2O）是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备的流程如下：纯碱空气适量H2SO4铬铁矿[主要成分是Fe(CrO2)2]煅烧浸取混合溶液甲(Na2CrO4、Na2CO3)混合溶液乙红矾钠晶体(Na2Cr2O72H2O)请回答：（1）已知Fe(CrO2)2中铬元素是+3价，则Fe(CrO2)2中铁元素是____价。（2）化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2，则Fe(CrO2)2可写成____。（3）煅烧铬铁矿时，矿石中难溶的Fe(CrO2)2生成可溶于水的Na2CrO4，反应化学方程式如下：4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2=2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2为了加快该反应的反应速率，可采取的措施是____。（4）已知CrO42-在不同的酸性溶液中有不同的反应，如：2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；3CrO42-+4H+=Cr3O102-+2H2O①往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是_________________________________________________________________。②混合溶液乙中溶质的化学式是________________。（5）+3、+6价铬都有很强的毒性，+6价铬的毒性更高，可诱发肺癌和鼻咽癌，所以制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O72-必须除去。工业上可用电解法来处理含Cr2O72-的废水，下图为电解装置示意图（电极材料分别为铁和石墨）。通电后，Cr2O72-在b极附近转变为Cr3+，一段时间后Cr3+最终可在a极附近变成Cr(OH)3沉淀而被除去。ab含Na2Cr2O7的酸性废水a电极的电极反应式是___________________________，b电极附近反应的离子方程式是__________________________。+6Na,504Nadh07''IE'+2FEO.CraboTf'4452¥24's.$nkP0z)B"×H2S0¢ET§#ihcnqo.°°$'M"'504EtD.Nausea.pt#ENa2CrzOz.Nai:4th-+C\,Fe-2i=Fe"o2hthe'=HY'CnOft6Fe2ttl4Ht=2CPtt6Fe3tt7Hi0乐学高考2019届第7页共8页2、（2017国三）重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：回答下列问题：（1）步骤①的主要反应为：FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3⎯⎯⎯→高温Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为__________。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是________________。（2）滤渣1中含量最多的金属元素是____________，滤渣2的主要成分是_______________及含硅杂质。（3）步骤④调滤液2的pH使之变____________________（填“大”或“小”），原因是___________________________________________________（用离子方程式表示）。（4）有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到___________________（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多。a.80℃b.60℃c.40℃d.10℃步骤⑤的反应类型是___________________。（5）某工厂用m1kg铬铁矿粉（含Cr2O340%）制备K2Cr2O7，最终得到产品m2kg，产率为_____________。siozFezO3Alcott}fHrSi03fFerozDNHTNaiCrO4NAAIOZcrop'Craft'Nabil}z1^7y+542+32=7sioztu'r3lY±I5NanoskkLFeAllohb-(h24042't2HtF'Crzlhtttho÷atCnoytst.Stktcig.(rktt)kziiaig152294M¥,M2•.ME'¥mix4090×294152乐学高考2019届第8页共8页3、（2017遂宁模拟）铈、钛、铬、镍虽不是中学阶段常见的金属元素，但在工业生产中有着重要作用．（1）二氧化铈（CeO2）在平板电视显示屏中有着重要应用．CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+，CeO2在该反应中作________剂．（2）自然界Cr主要以+3价和+6价存在．+6价的Cr能引起细胞的突变，可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的．完成并配平下列离子方程式：____Cr2O72-+____SO32-+____□=____Cr3++____SO42-+____H2O（3）钛（Ti）被誉为“二十一世纪的金属”，工业上在550℃时用钠与四氯化钛反应可制得钛，该反应的化学方程式是_____________________________（4）NiSO4•xH2O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于镀镍、电池等，可由电镀废渣（除镍外，还含有铜、锌、铁等元素）为原料获得．操作步骤如下：①向滤液Ⅰ中加入FeS是为了除去Cu2+、Zn2+等杂质，除去Cu2+的离子方程式为___________________________________________②对滤液Ⅱ先加H2O2再调pH，调pH的目的是___________________________________③滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO4，加Na2CO3过滤后，再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4，这两步操作的目的是__________________________________．±EHtb42I38Ht2344Na+TiCk¥Ti+4Nac1Ni".FitNetNICO}Nih'cnet.hn?fet''If"Sk5hFes+Cut'=Custfe"4EFe3t¥eEfIs'¥tNiE¥.