第3章 第14讲 过渡金属与化工流程（word教参）-【金版新学案】2024高考化学大一轮复习讲义·高三总复习（新教材，单选，人教版2019）

第14讲　过渡金属与化工流程 [课程标准]　1.了解热点过渡金属及其化合物的转化。2.能用热重分析法计算判断金属化合物的组成。 考点一　热重分析法的应用 1．设晶体为1 mol，其质量为m。 2．失重一般是先失水，再失非金属氧化物。 3．计算每步固体剩余的质量(m余)， ×100%＝固体残留率。 4．晶体中金属质量不再减少，仍在m余中。 5．失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m氧，由n金属∶n氧即可求出失重后物质的化学式。 1．取3.92 g摩尔盐[(NH4)2SO4·FeSO4·xH2O]产品，在隔绝空气的条件下加热至135 ℃时完全失去结晶水，此时固体质量为2.84 g，则该摩尔盐结晶水个数x＝________。 解析：　m[(NH4)2SO4·FeSO4]＝2.84 g， n[(NH4)2SO4·FeSO4]＝＝0.01 mol，m(H2O)＝3.92 g－2.84 g＝1.08 g，n(H2O)＝＝0.06 mol，则该摩尔盐结晶水个数x＝＝6。 答案：　6 2．CoCl2·6H2O晶体受热易分解，取119 g该晶体加热至某一温度，得到CoCl2·xH2O晶体83 g，则x＝________。 解析：　119 g该晶体的物质的量为＝0.5 mol，含结晶水3 mol，加热后失去结晶水的质量为119 g－83 g＝36 g，n(H2O)＝＝2 mol，则0.5 mol CoCl2·xH2O含结晶水为3 mol－2 mol＝1 mol，所以x＝2。 答案：　2 3．“煅烧”NiSO4·6H2O晶体时剩余固体质量与温度变化曲线如图，该曲线中B段所表示氧化物的名称为________。 解析：　26.3 g NiSO4·6H2O晶体的物质的量为＝0.1 mol，0.1 mol该晶体中含Ni的质量为0.1 mol×59 g·mol－1＝5.9 g，该晶体受热先失结晶水，再分解得到镍的氧化物，根据原子守恒，8.3 g氧化物中Ni的质量为5.9 g，那么O的质量为2.4 g即0.15 mol，所以固体氧化物中n(Ni)∶n(O)＝0.1 mol∶0.15 mol＝2∶3，所以B段所表示氧化物的名称为三氧化二镍。 答案：　三氧化二镍 4．CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液，CoCl2·6H2O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的示意关系如图，B段物质的化学式是_____________________________。 解析：　476 mg CoCl2·6H2O的物质的量是＝0.002 mol，其中结晶水的质量是0.216 g，根据图像可知固体质量由476 mg变为332 mg，质量减少144 mg，这说明该阶段减少水的物质的量是＝0.008 mol，剩余水的物质的量是0.004 mol，质量是0.072 g，则A段物质的化学式为CoCl2·2H2O。A到B阶段固体质量减少332 mg－296 mg＝36 mg，则剩余水的质量是72 mg－36 mg＝36 mg，物质的量是0.002 mol，因此B对应物质的化学式是CoCl2·H2O。 答案：　CoCl2·H2O 考点二　化工流程题中的过渡金属 过渡金属元素常具有多种可变化合价，形成化合物种类较多，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，考查不同价态物质转化规律，条件控制、物质的分离提纯等关键能力。 1．(2022·山东师范大学附中模拟预测)实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO4，含少量的Fe2＋、Mn2＋)为原料制备ZnCO3·2Zn(OH)2的实验流程如下： 下列说法正确的是(　　) A．过二硫酸钠(Na2S2O8)中硫元素的化合价为＋7价 B．氧化除锰后的溶液中存在：Na＋、Zn2＋、Fe2＋、SO C．调节pH时试剂X可以选用Zn、ZnO、ZnCO3等物质 D．沉锌时的离子方程式为3Zn2＋＋6HCO===ZnCO3·2Zn(OH)2↓＋5CO2↑＋H2O D　[把流程中前两步过滤后溶液编号为：滤液1、滤液2，由题给流程可知，向含锌废液中加入过二硫酸钠溶液，将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，锰离子氧化为二氧化锰，过滤得到二氧化锰和滤液1；向滤液1中加入氧化锌或碳酸锌等调节溶液pH，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到氢氧化铁和滤液2；向滤液2中加入碳酸氢铵溶液，将锌离子转化为ZnCO3·2Zn(OH)2沉淀，过滤得到滤液和ZnCO3·2Zn(OH)2。A.过二硫酸钠中含有过氧键，分子中硫元素的化合价为＋6价，故A错误；B.由分析可知，氧化除锰后的溶液中存在的离子为Na＋、Zn2＋、Fe3＋、SO，故B错误；C.溶液中铁离子能与锌反应生成氯化亚铁和氯化锌，所以调节溶液pH时试剂X不能选用锌，故C错误；D.沉锌时发生的反应为溶液中锌离子与碳酸