考点19 钛、钒、铬、锰、钴、镍及其化合物-备战2025年高考化学【一轮·考点精讲精练】复习讲义（新教材新高考）

备战2025年高考化学【一轮·考点精讲精练】复习讲义 考点19 钛、钒、铬、锰、钴、镍及其化合物 知识精讲 一、钛及其化合物 二、钒及其化合物的性质 三、铬及其化合物的性质 四、锰及其化合物的性质 五、钴及其化合物 六、镍及其化合物 课后精练 选择题： 25 题 非选择题： 5 题 建议时长： 60 分钟 实际时长： 分钟 一、钛及其化合物 1．钛（Ti） (1)钛是活泼的金属，在高温下能直接与绝大多数非金属元素反应。在室温下，钛不与无机酸反应，但能溶于浓、热的盐酸和硫酸中。 2Ti＋6HCl(浓)===2TiCl3＋3H2↑ 2Ti＋3H2SO4(浓)===2Ti2(SO4)3＋3H2↑ (2)钛易溶于氢氟酸或含有氟离子的酸中：Ti＋6HF===TiF62-＋2H+＋2H2↑ 2．二氧化钛（TiO2）：二氧化钛在自然界以金红石为最重要，不溶于水也不溶于稀酸，但能溶于氢氟酸和热的浓硫酸中。 TiO2＋6HF===H2[TiF6]＋2H2O TiO2＋2H2SO4===2Ti (SO4)2＋2H2O TiO2＋H2SO4===2Ti OSO4＋H2O 3．四氯化钛（TiCl4）：四氯化钛是钛的一种重要卤化物，以它为原料，可以制备一系列钛化合物和金属钛。它在水中或潮湿空气中都极易水解将它暴露在空气中会发烟：TiCl4＋2H2O===TiO2＋4HCl 4．钛(Ⅳ)的配位化合物 钛(Ⅳ)能够与许多配合剂形成配合物，如[TiF6]2－、[TiCl6]2－、[TiO(H2O2)]2+ 等，其中与H2O2的配合物较重要。利用这个反应可进行钛的比色分析，加入氨水则生成黄色的过氧钛酸H4TiO6沉淀，这是定性检出钛的灵敏方法。 二、钒及其化合物的性质 （1）钒：常温下不活泼，不与空气、水、苛性碱作用，也不与非氧化性的酸作用，但溶于氢氟酸，也溶于强氧化性的酸(如硝酸和王水)中。 （2）五氧化二钒： 两性氧化物，但以酸性为主，V2O5＋6NaOH===2Na3VO4＋3H2O； 1800 ℃发生分解反应：2V2O52V2O4＋O2↑； 微溶于水，可形成稳定的胶体，有较强的氧化性：V2O5＋6HCl===2VOCl2＋Cl2＋3H2O。 （3）VO2＋、VO：在酸性介质中，VO具有强氧化性。 VO＋Fe2＋＋2H＋===VO2＋＋Fe3＋＋H2O， 2VO＋H2C2O4＋2H＋===2VO2＋＋2CO2↑＋2H2O。 （4）钒酸盐：偏钒酸盐(NH4VO3)、正钒酸盐(Na3VO4)等在加热条件下不稳定。 2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O。 三、铬及其化合物的性质 1．铬单质 铬的单质是高熔点和高沸点的重金属，室温下化学性质稳定，潮湿空气中也不会被腐蚀，因此常被用于制作不锈钢和镀铬，铬也是金属中硬度最大的。 铬在自然界中以铬铁矿存在，金属铬可以通过铬铁矿FeCr2O4制取，用焦炭还原就可制得铬铁合金，该合金可用作制取不锈钢的原料。 FeCr2O4 + 4C Fe + 2Cr + 4CO。 铬能溶于稀HCl、H2SO4，起初生成蓝色Cr2+溶液，而后为空气所氧化成绿色的Cr3+溶液。 Cr＋2HCl===CrCl2(蓝色)＋H2↑ 4CrCl2＋4HCl＋O2===4CrCl3(绿色)＋2H2O 铬在冷、浓HNO3中钝化。 2．铬及其化合物 铬元素的常见价态有＋6、＋3、＋2价。在酸性介质中，Cr2＋具有强的还原性，Cr3＋的还原性较弱，只有用强氧化剂才能将Cr3＋氧化成Cr2O，＋6价铬在酸性条件下以Cr2O存在，具有强氧化性，在碱性介质中以CrO存在。 （1）铬(III)的氧化物——Cr2O3：绿色，两性氧化物，既溶于酸，也溶于碱。 ①与酸反应：Cr2O3＋3H2SO4===Cr2(SO4)3＋3H2O [Cr2(SO4)3为无水盐为玫瑰色粉末] ②与碱反应：Cr2O3＋2NaOH===2NaCrO2(绿色)＋H2O （2）铬(III)的氢氧化物——Cr(OH)3：灰蓝色，两性氧化物，既溶于酸，也溶于碱。 ①与酸反应：Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O ②与碱反应：Cr(OH)3＋OH－===CrO＋2H2O或Cr(OH)3＋OH－===Cr(OH)(绿色) （3）铬(Ⅵ)存在形式有多种，分别如下： CrO Cr2O CrO3 CrO22+ 黄色 橙色 红、针状 深红 其中最重要的化合物是K2Cr2O7，在水溶液中Cr2O和CrO存在下列平衡： 2CrO(黄色)＋2H＋Cr2O(橙红色)＋H2O， 在酸性条件下，主要以Cr2O形式存在，在碱性条件下，上述平衡逆向移动，主要以CrO形式存在。 在酸性溶液中，Cr2O具有强氧化性，如可以氧化浓盐酸，生成氯气： Cr2O＋6Cl－＋14H＋===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O Cr2O＋3SO＋8H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O， Cr2O＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O， Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。 但在碱性溶液中CrO的氧化性要弱得多。 2CrO＋3SO＋10H＋===2Cr3＋＋3SO＋5H2O （4）Cr(Ⅲ)在酸性条件下以Cr3＋存在，碱性条件下以Cr(OH)3、[Cr(OH)4]－(或CrO)存在。 Cr2O3和Cr(OH)3显两性，其转化关系如下： Cr3＋(紫色)Cr(OH)3(灰蓝色)[Cr(OH)4]－(绿色) Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓ Cr(OH)3＋OH－===[Cr(OH)4]－，Cr3＋＋4OH－===[Cr(OH)4]－ [Cr(OH)4]－＋H＋===Cr(OH)3↓＋H2O Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O，[Cr(OH)4]－＋4H＋===Cr3＋＋4H2O ①Cr3＋在酸性条件下是稳定的，只能被强氧化剂氧化，如： 2Cr3＋＋3PbO2＋H2O===3Pb2＋ ＋Cr2O＋2H＋。 但在碱性条件下能被氧化成CrO，2Cr3＋＋3H2O2＋10OH－===2CrO＋8H2O。 ②在碱性溶液中，亚铬酸盐(CrO)可以被H2O2或Na2O2氧化成铬酸盐CrO，如： 2CrO＋3H2O2＋2OH－===2CrO＋4H2O， 2CrO＋3Na2O2＋2H2O===2CrO＋6Na＋＋4OH－。 四、锰及其化合物的性质 1．锰单质 块状锰是呈灰色，是一种较活泼的金属，在空气中金属锰的表面被一层褐色的氧化膜所覆盖，甚至与冷的浓硝酸也形成强的氧化膜，所以呈化学惰性。 2．锰及其化合物 锰元素的常见价态有＋7、＋6、＋4、＋3、＋2价，Mn2＋在酸性溶液中的稳定性强于在碱性溶液中的稳定性。 （1）Mn2＋： 在酸性条件下，很难被氧化，只有强氧化剂(NaBiO3、PbO2、(NH4)2S2O8)才能将其氧化， 2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋===5Na＋＋5Bi3＋＋2MnO＋7H2O 2Mn2＋＋5PbO2＋4H＋===2MnO＋5Pb2＋＋2H2O； 2Mn2+ ＋ 5S2O82－＋8H2O===2MnO＋10SO＋16H+ 在碱性条件下，Mn2＋易被氧化为MnO等，如：5ClO－＋2Mn2＋＋6OH－===5Cl－＋2MnO＋3H2O。 Mn(OH)2为白色难溶物，Ksp＝4.0×10－14，极易被空气氧化，水中少量氧气能将其氧化成褐色MnO(OH)2沉淀：2Mn(OH)2＋O2===2MnO(OH)2。 （2）Mn(Ⅳ) 最重要的化合物是MnO2，是黑色结晶体或无定形粉末，在自然界中以软锰矿(MnO2·xH2O)形式存在，不溶于水和硝酸。 ①在酸性介质中，MnO2是较强的氧化剂，本身被还原为Mn2+： MnO2 + 4HCl(浓)MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O（实验室中制取氯气）， MnO2+2Fe2++4H+2Fe3++Mn2++2H2O ②氧化H2O2：MnO2+H2O2+2H+Mn2++O2↑+2H2O ③碱熔条件下可被强氧化剂氧化为MnO42-（绿色）： 2MnO2 + 4KOH + O2 2K2MnO4 + 2H2O， 3MnO2 + 6KOH + KClO33K2MnO4 + KCl +3H2O， MnO2 ＋2MnO4-＋ 4OH- 3MnO42- ＋ 2H2O ④锌锰干电池（Zn—MnO2—KOH），正极：MnO2+e-+H2OMnOOH+OH- （3）Mn(Ⅵ)化合物的性质 MnO（绿色），存在于强碱性溶液中，最重要的化合物是：Na2MnO4和K2MnO4，在熔融碱中MnO2被空气氧化生成K2MnO4： 2MnO2＋O2＋4KOH2K2MnO4 (深绿色)＋2H2O 在酸性、中性环境中MnO均发生歧化反应： 3MnO＋2H2O===2MnO＋MnO2↓＋4OH－ 3MnO＋4H＋===2MnO＋MnO2↓＋2H2O 锰酸钾是制备高锰酸钾(KMnO4)的中间体：2MnO＋2H2O===2MnO＋2OH－＋H2↑ （4）KMnO4的性质 热稳定性差，通常保存在棕色试剂瓶中：4KMnO4＋2H2O4MnO2↓＋3O2↑＋4KOH。 ①在酸性介质中，MnO具有强氧化性，可以氧化Fe2＋、Cl－、H2C2O4、H2O2等，本身被还原为Mn2＋。 MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O 2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O 2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 2MnO＋6H＋＋5H2O2===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O ②在碱性、中性或微弱酸性溶液中，MnO仍旧是氧化剂，本身被还原为MnO2。 2MnO＋I－＋H2O===2MnO2↓＋IO＋2OH－ ③在强碱性溶液中，当MnO过量时，还原产物是MnO， 2MnO＋SO＋2OH－===2MnO＋SO＋H2O。 KMnO4是一优良的氧化剂，在分析化学中被用作氧化还原滴分析的氧化剂，还用于漂白棉、毛丝织品、油类的脱色剂，稀溶液被广泛用于医药卫生中的杀菌消毒剂。 （5）KMnO4的制备 ①2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O ②3K2MnO4+2CO22KMnO4+MnO2+2K2CO3 或3K2MnO4+4CO2+2H2O2KMnO4+MnO2+4KHCO3，CO2提供酸性环境。 ③操作Ⅰ：过滤 ④石灰苛化：K2CO3+Ca(OH)2→KOH（此时产生的KOH与操作Ⅰ产生的MnO2可循环使用） 五、钴及其化合物 1．钴(Co) (1)物理性质：银白色、有延展性并具有铁磁性的金属元素，密度、熔点都较高，钴相对较脆、较硬。 (2)化学性质——中等活泼金属 ①常温下与氧、硫等非金属单质无显著作用，但在高温时有剧烈反应； ②与稀H2SO4和稀盐酸反应较缓慢； ③在冷的浓硝酸中易钝化，与稀硝酸易反应； 2．钴的氧化物 CoO Co2O3——氧化高钴 ①物理性质：灰绿色，不溶于水。 ②化学性质：一定条件下可被H2或CO还原成单质钴。能溶于酸和强碱，不溶于水、醇和氨水。 ①物理性质：黑色，不溶于水。 ②化学性质：具有强氧化性。 Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O 3．钴的氢氧化物 Co(OH)2 Co(OH)3 ①物理性质：粉红色固体，不溶于水。 ②化学性质 a．能与酸反应：Co(OH)2＋H2SO4===CoSO4＋2H2O b．弱还原性：在空气中被缓慢氧化为棕褐色的Co(OH)3；可被强氧化剂(如H2O2)迅速氧化。 ①物理性质：棕色固体，不溶于水。 ②化学性质：具有强氧化性。 2Co(OH)3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋6H2O 4．Co3＋仅能够存在于固态物质或配合物中，在水溶液中会发生如下反应： 4Co3＋＋2H2O===4Co2＋＋4H＋＋O2↑ CoCl3在加热或遇水时发生分解：2CoCl32CoCl2＋Cl2↑　 六、镍及其化合物 1．镍(Ni) (1)物理性质：银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素，它能够高度磨光和抗腐蚀，密度、熔点都较高。 (2)应用：主要用于合金(如镍钢和镍银)及用作催化剂。 (3)化学性质——中等活泼金属 与非金属反应 a．镍不溶于水，常温下在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜，能阻止本体金属继续氧化，所以在空气中比较稳定。 b．常温下与氧、硫等非金属单质无显著作用，但在高温时有剧烈反应。 2Ni＋O22NiO(耀眼白光) Ni＋Cl2NiCl2 Ni＋SNiS 与酸的反应 与稀H2SO4和稀盐酸反应较缓慢：Ni＋H2SO4===NiSO4＋H2↑ 与氧化性酸反应 在冷的浓HNO3中“钝化”，与热的浓HNO3、稀HNO3都有反应。 2．镍的氧化物 NiO（氧化镍） Ni2O3（氧化高镍） ①物理性质：暗绿色，不溶于水。 ②化学性质：能溶于酸和氨水，具有还原性。 NiO＋H2SO4===NiSO4＋H2O 2NiO＋O2===2Ni2O3 ①物理性质：黑色，不溶于水。 ②化学性质：具有强氧化性。 Ni2O3＋6HCl===2NiCl2＋Cl2↑＋3H2O 2Ni2O3＋4H2SO4===4NiSO4＋O2↑＋4H2O 3．镍的氢氧化物 Ni(OH)2：氢氧化镍 Ni(OH)3：氢氧化高镍 ①物理性质：绿色，不溶于水 ②化学性质 a．能与酸反应：Ni(OH)2＋H2SO4===NiSO4＋2H2O b．弱还原性：Ni(OH)2在空气中不易被氧化，只有在更强的氧化剂(Cl2、NaClO)下才会氧化生成Ni(OH)3。 2Ni(OH)2＋Cl2＋2OH－===2Ni(OH)3＋2Cl－ 2Ni(OH)2＋NaClO＋H2O===2Ni(OH)3＋NaCl ①物理性质：黑色，不溶于水 ②化学性质：具有强氧化性 2Ni(OH)3＋6HCl===2NiCl2＋Cl2↑＋6H2O 1．（2024·福建·模拟预测）化学与生产生活密切相关，下列说法不正确的是 A．在室外大雪的时候可以用作融雪剂，原因是因为其溶解的时候可以放热 B．铬是硬度最高的金属，常在不锈钢中添加 C．为半导体，可做新型太阳能电池主要材料 D．氧化镁在工业生产中常用作耐火材料 2．（2024·湖北黄冈·二模）锂电池寿命结束时，其处理和回收将成为十分棘手的问题。锂电回收主要针对正极中的钴和镍。关于和，下列说法正确的是 A．和都是区的元素 B．和核外未成对电子数之比为 C．的空间构型是平面正方形，中键数目是 D．由熔点可知，晶体是分子晶体 3．（24-25高三上·陕西咸阳·开学考试）转眼间，身为普中学子的你从青涩的高一新生已转变为为梦想冲刺的高三老生，嘀嗒嘀嗒，时间都去哪儿了！计时器的发展史铭刻着化学的贡献。下列说法不正确的是 A．制作日晷圆盘的石材，属于无机非金属材料 B．机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金 C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为SiC D．目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准，的质子数为55 4．（2024·湖南·三模）某科研团队从铬钒渣中分离钒并制备Cr(OH)3的流程如下： 已知：Ksp[Cr(OH)3]约为1×10-30。 下列说法错误的是 A．“灼烧”步骤的尾气中含CO2 B．“沉铝”步骤的离子方程式为 C．“分离钒”步骤中将溶液PH调到1.8左右得到V2O5沉淀，此时溶液中之后Cr元素的存在形式主要为 D．要使“转化沉铬”的溶液中Cr3+完全沉淀需调节溶液的PH>5.67 5．（2024·湖南·二模）实验室以溶液和碳酸氢铵溶液制备氧钒（IV）碱式碳酸铵晶体，装置如图所示。已知：能被氧化。下列说法不正确的是 A．Ⅱ中的试剂为饱和溶液 B．实验开始时应先打开活塞，一段时间后，再打开活塞 C．Ⅲ中的反应为氧化还原反应 D．反应完全，小心取下分液漏斗，停止通气，立即塞上橡胶塞，将锥形瓶置于保护下的干燥器中，静置过夜，得到晶体 6．（2024·福建莆田·三模）某V2O5失活催化剂是重要的含钒二次资源。从酸浸处理之后的浸出液中提取钒的一种工艺流程如图。下列说法错误的是 已知：HA(有机酸性萃取剂)对金属阳离子萃取能力的顺序：Fe3+＞VO2+＞Fe2+ A．物质X为高锰酸钾溶液 B．反萃取时，物质Y可以选用硫酸 C．氧化过程中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为6：1 D．调pH时，发生反应：VO+2NH3•H2OVO+2NH+H2O 7．（2024·福建泉州·模拟预测）化学与生活、科技等密切相关，下列说法错误的是 A．通过红外光谱仪可检测核酸结构中是否存在氨基官能团 B．量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨烯为同位素 C．无磁镍铬钛合金钢常用于舰体材料，其强度高于纯铁 D．“天和号”推进器上的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料 8．（2024·河南新乡·三模）宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一、下列反应方程式书写正确的是 A．将少量通入溶液中： B．向甲醛溶液中加入足量的银氨溶液并加热： C．向摩尔盐溶液中加入NaOH溶液至刚好反应完全： D．往酸性溶液中加入难溶于水的固体，溶液出现紫红色： 9．（2024·江苏连云港·模拟预测）由废弃锌锰干电池中制取晶体的实验原理与装置能达到实验目的的是 A．用装置甲实现与、的分离 B．用装置乙灼烧、KOH和固体制取 C．用装置丙通入气体实现转化为 D．用装置丁蒸干溶液获取晶体 10．（2024·福建宁德·三模）从废旧镍钴锰三元锂电池正极材料［主要含、、、等金属的氧化物］中回收钴的一种流程如下： 已知：高锰渣中锰以的形式存在。下列说法正确的是 A．“溶浸”中被还原 B．“脱铝”得到的滤渣成分是 C．“脱锰”的离子方程式为： D．“系列操作”含蒸发结晶、洗涤、干燥 11．（2024·江西·模拟预测）江西矿产资源丰富，其中铁、锰、钛、钒、铜、锌、金、银等储量居全国前列。江西有亚洲最大的铜矿和中国最大的铜冶炼基地。下列说法错误的是 A．Fe、Mn、Ti、V在元素周期表中均位于d区 B．Cu的第二电离能大于Fe的第二电离能 C．已知呈平面正方形，则的杂化方式可能为 D．分子与形成配合物后H—N—H键角变大 12．（2024·陕西西安·一模）2023年9月12日，天舟五号货运飞船再人大气层。天舟五号飞船的天线用钛镍记忆合金制造，工业上用钛酸亚铁 冶炼钛的原理如下，下列有关说法正确的是 ①高温下： ②在氩气氛围高温中： A．①中化合价变化的元素为 B．①中每生成标况下 ，转移的电子数为 C．②中可以得出 得电子的能力强于 D．②中氩气的作用是防止 被氧化 13．（24-25高三上·山东·阶段练习）2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。锂离子二次电池正极铝钴膜主要含有、Al等，处理该废料的一种工艺如图所示，下列说法正确的是 A．酸溶时做氧化剂，且温度不宜过高 B．加氨水调pH的目的是除铝 C．沉钴的离子方程式为： D．该流程中涉及的反应都是氧化还原反应 14．（24-25高三上·山东潍坊·阶段练习）实验室利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备Co3O4的工艺流程如图所示： 已知：， 下列说法正确的是 A．“溶解还原”过程中消耗的Na2SO3与生成Co2+的物质的量之比为1∶2 B．“纯化处理”时需将溶液调至强碱性，确保将铁元素完全除去 C．“沉钴”时，不用Na2C2O4溶液是为了防止溶液碱性太强而生成Co(OH)2沉淀 D．在空气中煅烧时，每生成1 mol Co3O4转移2 mol e- 15．（2024河北·模拟预测）常用于锰盐制备，也用作氧化剂、催化剂等。由富锰废料(含和少量、、)进行废气脱硫并制备的工艺流程如下： 下列叙述正确的是 A．“化浆”所得浆液中的锰元素均为 B．吸收的主要反应为 C．滤渣1中含有大量，应回收再利用 D．转化反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为2：3 16．（2024·广西·三模）室温下，工业上用含少量Mg2+的MnSO4溶液制备MnCO3的过程如图所示，下列说法正确的是 A．“除镁”步骤中，进行过滤操作需要用到的玻璃仪器仅有漏斗和烧杯 B．“除镁”步骤中，所用的NaF溶液为强电解质 C．“沉锰"步骤中的离子方程式为2+Mn2+=MnCO3↓+H2O+CO2↑ D．“沉锰”后的滤液中： 17．（2024·湖北·模拟预测）下列有关离子方程式书写错误的是 A．浊液中通入变黑： B．与溶液反应： C．向含的溶液中加入足量的溶液沉锰： D．工业上，可通过电解KF的无水HF溶液(含和)制取，则在阴极放电反应为： 18．（2024·广西·模拟预测）实验室模拟工业处理含铬废水，操作及现象如图1，反应过程中铬元素的化合价变化如图2，下列说法正确的是 已知：深蓝色溶液中生成了CrO5 A．实验开始至5s，铬元素被氧化 B．实验开始至30s，溶液中生成Cr3+的总反应离子方程式为：+3H2O2+8H+=2Cr3++7H2O+3O2↑ C．30s至80s的过程，一定是氧气氧化了Cr3+ D．80s时，溶液中又生成了Cr2O3，颜色相比于开始时浅，是水稀释所致 19．（2024·江苏南通·模拟预测）工业用镁还原制备金属Ti，工艺流程如图。下列说法不正确的是 A．工业上可通过电解熔融制取金属Mg B．用金属Mg还原过程中需要通入作保护气 C．“真空蒸馏”的目的是使Mg、气化，实现与Ti的分离 D．制得海绵钛中含有少量金属Mg，可以用稀盐酸浸泡除Mg 20．（2024·辽宁葫芦岛·二模）某实验小组以粗镍(含少量和杂质)为原料制备，并测定相关组分的含量，制备流程示意图如下： 已知：为绿色难溶物；、均为可溶于水的蓝紫色晶体，碱性条件下稳定存在，下列说法不正确的是 A．试剂X的作用是调节除去和杂质，则试剂X可为 B．过程的转化离子方程式为 C．实验配制3.0稀硝酸250需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、250容量瓶 D．步骤c、d中为防止氨水分解及降低固体溶解度需0~10℃冷水浴控温，则温度计应在水浴中 21．（2024·重庆·二模）氮化铬（CrN，黑色粉末）具有优异的力学性能、高温稳定性和耐腐蚀性，在航空航天领域有重要应用。实验室用氨气和无水（紫色晶体，易潮解）制取CrN的装置如下图所示（夹持仪器略）。 (1)指出该装置中的一个明显错误 。 (2)试剂m的名称是 ，仪器b的名称是 。 (3)检查A装置气密性的操作为：将A装置右侧导管连接到盛水的水槽中， ，则气密性良好。 (4)装置E的主要作用是 ；制取CrN的反应是非氧化还原反应，则反应过程中D中玻璃管内（小瓷舟外）产生的现象是 。 (5)在制得的CrN中含有少量杂质，写出反应生成的化学方程式 。 (6)取样品（只含有杂质）38.9g在空气中充分加热，得固体残渣（）的质量为45.6g，则样品中CrN的质量分数为 %（保留一位小数）。 22．（2024·广西柳州·二模）氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体的制备及纯度分析步骤如下。 Ⅰ.制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体的流程如下： 其中，步骤ⅱ可通过如图装置完成。 Ⅱ.测定氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体粗产品纯度的流程如下： 已知：①氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体难溶于水，。 ②价钒在弱酸性条件下具有还原性。 ③。 ④在该实验条件下，与尿素不反应。 回答下列问题： (1)从原子结构角度解释价钒较稳定的原因： 。 (2)步骤ⅰ中和反应得到的产物之一是一种无毒无害的气体，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是 。 (3)步骤ⅱ中盛装溶液的仪器名称为 。 (4)步骤ⅱ中装置D的作用是 。 (5)步骤ⅲ中依次用饱和溶液、无水乙醇、乙醚洗涤晶体。用饱和溶液洗涤的目的是 。 (6)分析测定氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体粗产品纯度的流程： ①滴入溶液的目的是除去，写出其反应的离子方程式： 。 ②若平均消耗标准溶液的体积为a mL，则氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体粗产品的纯度为 ％。 ③若其他操作均正确，的加入量不足，会引起测定结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 23．（2024·陕西西安·模拟预测）钛白粉(纳米级)广泛用作功能陶瓷、催化剂、化妆品和光敏材料等白色无机颜料，是白色颜料中着色力最强的一种，具有优良的遮盖力和着色牢度，适用于不透明的白色制品。以钛铁矿(主要成分为、MgO)为原料制备高纯度钛白粉，同时得到绿矾的工艺流程如图。 已知：常温下，稀硫酸几乎与不反应。钛元素在整个流程中化合价没有变化。 (1)稀硫酸浸出的目的是 。 (2)下图分别为不同固液比、温度下滤渣与热浓硫酸反应时的Ti浸出率，据图分析，最适合的固液比和温度分别是 、 。 (3)若用浓硫酸浸出后Ti元素的存在形式为，则浓硫酸与反应的化学方程式为 。 (4)“一系列操作”包括 ，过滤，洗涤，干燥。得到的绿矾先用稀钛液洗涤，再用冰水洗涤。用冰水洗涤的优点是 。 (5)将钛液加热煮沸的目的是 。 (6)若取10kg钛铁矿(的质量分数为95%，)经过上述流程(钛元素在整个流程中损失率为5%)，则可制得钛白粉固体的质量为 kg。 24．（24-25高三上·江西·开学考试）常用于制备高效催化剂。已知易溶于热水，在冷水中微溶。某小组设计实验制备并探究其氧化性。 【制备产品】制备简易流程如下： (1)步骤ⅰ中，加入的目的是 (写一条即可)。 (2)步骤ⅱ中离子方程式为 ；步骤iv“趁热过滤”的目的是 。 【测定组成】测定产品的纯度。 实验步骤： 步骤1：准确称取样品，用去离子水完全溶解，配制100mL溶液； 步骤2：准确量取25.00mL所配制溶液于锥形瓶中，滴加2滴溶液，用溶液滴定至终点，平行测定三次，平均消耗溶液。 已知：常温下，，，为砖红色沉淀。 (3)配制溶液所需的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒和 。 (4)该样品含钴元素的质量分数为 %，若滴定前滴加指示剂过少，导致测得的结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 【探究性质】探究、的氧化性相对强弱。 已知：(配离子)。 提出假设 假设1  氧化性强于； 假设2  氧化性弱于。 设计实验 实验 操作 现象 ① 在10mL溶液中滴加KI-淀粉溶液 溶液变蓝色 ② 在10mL溶液中滴加HI-淀粉溶液 溶液变蓝色 ③ 在10mL溶液中滴加KI-淀粉溶液 无明显现象 ④ 在10mL溶液中加入足量HI-淀粉溶液 逐渐变蓝色 (5)根据实验结果，假设 (填“1”或“2”)成立，从化学平衡角度分析，实验③、④现象差异的原因是 (用化学用语和必要文字说明)。 25．（2024·新疆乌鲁木齐·一模）连二硫酸锰(MnS2O6，其中Mn为+2价)是一种常用的果蔬保鲜剂，易溶于水，室温下其水溶液在pH为2.8~3.5时最稳定。回答下列问题： Ⅰ.制备连二硫酸锰(MnS2O6) 某化学小组利用MnO2悬浊液吸收SO2气体制取连二硫酸锰的装置(部分夹持、加热仪器已省略)如图所示。 (1)仪器a的名称为 ，装置B的作用是 。 (2)装置C中的反应温度需要控制在0℃左右，控制温度的方法是 。实验时需要向C中通入稍过量的SO2，目的是 。 (3)装置C中反应生成等物质的量的MnS2O6和MnSO4，则反应的化学方程式为 ，判断反应完成的现象是 ，待反应结束后经除杂、减压蒸发浓缩、结晶可得产品MnS2O6•nH2O。 Ⅱ.测定产品中Mn的质量分数 称取ag产品充分加热使其分解为MnSO4，然后加水溶解，用cmol•L-1的KMnO4溶液进行滴定(Mn元素均转化为MnO2)。 (4)滴定时，发生反应的离子方程式为 ；若滴定消耗KMnO4溶液的体积为VmL，则产品中Mn的质量分数为 。 (5)下列操作会使得测定结果偏大的是 。 A．滴定前锥形瓶用蒸馏水洗后未用待测MnSO4溶液润洗 B．滴定前平视读数，滴定结束俯视读数 C．滴定前滴定管中尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失 D．对连二硫酸锰产品进行加热操作时加热不充分 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 备战2025年高考化学【一轮·考点精讲精练】复习讲义 考点19 钛、钒、铬、锰、钴、镍及其化合物 知识精讲 一、钛及其化合物 二、钒及其化合物的性质 三、铬及其化合物的性质 四、锰及其化合物的性质 五、钴及其化合物 六、镍及其化合物 课后精练 选择题： 25 题 非选择题： 5 题 建议时长： 60 分钟 实际时长： 分钟 一、钛及其化合物 1．钛（Ti） (1)钛是活泼的金属，在高温下能直接与绝大多数非金属元素反应。在室温下，钛不与无机酸反应，但能溶于浓、热的盐酸和硫酸中。 2Ti＋6HCl(浓)===2TiCl3＋3H2↑ 2Ti＋3H2SO4(浓)===2Ti2(SO4)3＋3H2↑ (2)钛易溶于氢氟酸或含有氟离子的酸中：Ti＋6HF===TiF62-＋2H+＋2H2↑ 2．二氧化钛（TiO2）：二氧化钛在自然界以金红石为最重要，不溶于水也不溶于稀酸，但能溶于氢氟酸和热的浓硫酸中。 TiO2＋6HF===H2[TiF6]＋2H2O TiO2＋2H2SO4===2Ti (SO4)2＋2H2O TiO2＋H2SO4===2Ti OSO4＋H2O 3．四氯化钛（TiCl4）：四氯化钛是钛的一种重要卤化物，以它为原料，可以制备一系列钛化合物和金属钛。它在水中或潮湿空气中都极易水解将它暴露在空气中会发烟：TiCl4＋2H2O===TiO2＋4HCl 4．钛(Ⅳ)的配位化合物 钛(Ⅳ)能够与许多配合剂形成配合物，如[TiF6]2－、[TiCl6]2－、[TiO(H2O2)]2+ 等，其中与H2O2的配合物较重要。利用这个反应可进行钛的比色分析，加入氨水则生成黄色的过氧钛酸H4TiO6沉淀，这是定性检出钛的灵敏方法。 二、钒及其化合物的性质 （1）钒：常温下不活泼，不与空气、水、苛性碱作用，也不与非氧化性的酸作用，但溶于氢氟酸，也溶于强氧化性的酸(如硝酸和王水)中。 （2）五氧化二钒： 两性氧化物，但以酸性为主，V2O5＋6NaOH===2Na3VO4＋3H2O； 1800 ℃发生分解反应：2V2O52V2O4＋O2↑； 微溶于水，可形成稳定的胶体，有较强的氧化性：V2O5＋6HCl===2VOCl2＋Cl2＋3H2O。 （3）VO2＋、VO：在酸性介质中，VO具有强氧化性。 VO＋Fe2＋＋2H＋===VO2＋＋Fe3＋＋H2O， 2VO＋H2C2O4＋2H＋===2VO2＋＋2CO2↑＋2H2O。 （4）钒酸盐：偏钒酸盐(NH4VO3)、正钒酸盐(Na3VO4)等在加热条件下不稳定。 2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O。 三、铬及其化合物的性质 1．铬单质 铬的单质是高熔点和高沸点的重金属，室温下化学性质稳定，潮湿空气中也不会被腐蚀，因此常被用于制作不锈钢和镀铬，铬也是金属中硬度最大的。 铬在自然界中以铬铁矿存在，金属铬可以通过铬铁矿FeCr2O4制取，用焦炭还原就可制得铬铁合金，该合金可用作制取不锈钢的原料。 FeCr2O4 + 4C Fe + 2Cr + 4CO。 铬能溶于稀HCl、H2SO4，起初生成蓝色Cr2+溶液，而后为空气所氧化成绿色的Cr3+溶液。 Cr＋2HCl===CrCl2(蓝色)＋H2↑ 4CrCl2＋4HCl＋O2===4CrCl3(绿色)＋2H2O 铬在冷、浓HNO3中钝化。 2．铬及其化合物 铬元素的常见价态有＋6、＋3、＋2价。在酸性介质中，Cr2＋具有强的还原性，Cr3＋的还原性较弱，只有用强氧化剂才能将Cr3＋氧化成Cr2O，＋6价铬在酸性条件下以Cr2O存在，具有强氧化性，在碱性介质中以CrO存在。 （1）铬(III)的氧化物——Cr2O3：绿色，两性氧化物，既溶于酸，也溶于碱。 ①与酸反应：Cr2O3＋3H2SO4===Cr2(SO4)3＋3H2O [Cr2(SO4)3为无水盐为玫瑰色粉末] ②与碱反应：Cr2O3＋2NaOH===2NaCrO2(绿色)＋H2O （2）铬(III)的氢氧化物——Cr(OH)3：灰蓝色，两性氧化物，既溶于酸，也溶于碱。 ①与酸反应：Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O ②与碱反应：Cr(OH)3＋OH－===CrO＋2H2O或Cr(OH)3＋OH－===Cr(OH)(绿色) （3）铬(Ⅵ)存在形式有多种，分别如下： CrO Cr2O CrO3 CrO22+ 黄色 橙色 红、针状 深红 其中最重要的化合物是K2Cr2O7，在水溶液中Cr2O和CrO存在下列平衡： 2CrO(黄色)＋2H＋Cr2O(橙红色)＋H2O， 在酸性条件下，主要以Cr2O形式存在，在碱性条件下，上述平衡逆向移动，主要以CrO形式存在。 在酸性溶液中，Cr2O具有强氧化性，如可以氧化浓盐酸，生成氯气： Cr2O＋6Cl－＋14H＋===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O Cr2O＋3SO＋8H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O， Cr2O＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O， Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。 但在碱性溶液中CrO的氧化性要弱得多。 2CrO＋3SO＋10H＋===2Cr3＋＋3SO＋5H2O （4）Cr(Ⅲ)在酸性条件下以Cr3＋存在，碱性条件下以Cr(OH)3、[Cr(OH)4]－(或CrO)存在。 Cr2O3和Cr(OH)3显两性，其转化关系如下： Cr3＋(紫色)Cr(OH)3(灰蓝色)[Cr(OH)4]－(绿色) Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓ Cr(OH)3＋OH－===[Cr(OH)4]－，Cr3＋＋4OH－===[Cr(OH)4]－ [Cr(OH)4]－＋H＋===Cr(OH)3↓＋H2O Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O，[Cr(OH)4]－＋4H＋===Cr3＋＋4H2O ①Cr3＋在酸性条件下是稳定的，只能被强氧化剂氧化，如： 2Cr3＋＋3PbO2＋H2O===3Pb2＋ ＋Cr2O＋2H＋。 但在碱性条件下能被氧化成CrO，2Cr3＋＋3H2O2＋10OH－===2CrO＋8H2O。 ②在碱性溶液中，亚铬酸盐(CrO)可以被H2O2或Na2O2氧化成铬酸盐CrO，如： 2CrO＋3H2O2＋2OH－===2CrO＋4H2O， 2CrO＋3Na2O2＋2H2O===2CrO＋6Na＋＋4OH－。 四、锰及其化合物的性质 1．锰单质 块状锰是呈灰色，是一种较活泼的金属，在空气中金属锰的表面被一层褐色的氧化膜所覆盖，甚至与冷的浓硝酸也形成强的氧化膜，所以呈化学惰性。 2．锰及其化合物 锰元素的常见价态有＋7、＋6、＋4、＋3、＋2价，Mn2＋在酸性溶液中的稳定性强于在碱性溶液中的稳定性。 （1）Mn2＋： 在酸性条件下，很难被氧化，只有强氧化剂(NaBiO3、PbO2、(NH4)2S2O8)才能将其氧化， 2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋===5Na＋＋5Bi3＋＋2MnO＋7H2O 2Mn2＋＋5PbO2＋4H＋===2MnO＋5Pb2＋＋2H2O； 2Mn2+ ＋ 5S2O82－＋8H2O===2MnO＋10SO＋16H+ 在碱性条件下，Mn2＋易被氧化为MnO等，如：5ClO－＋2Mn2＋＋6OH－===5Cl－＋2MnO＋3H2O。 Mn(OH)2为白色难溶物，Ksp＝4.0×10－14，极易被空气氧化，水中少量氧气能将其氧化成褐色MnO(OH)2沉淀：2Mn(OH)2＋O2===2MnO(OH)2。 （2）Mn(Ⅳ) 最重要的化合物是MnO2，是黑色结晶体或无定形粉末，在自然界中以软锰矿(MnO2·xH2O)形式存在，不溶于水和硝酸。 ①在酸性介质中，MnO2是较强的氧化剂，本身被还原为Mn2+： MnO2 + 4HCl(浓)MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O（实验室中制取氯气）， MnO2+2Fe2++4H+2Fe3++Mn2++2H2O ②氧化H2O2：MnO2+H2O2+2H+Mn2++O2↑+2H2O ③碱熔条件下可被强氧化剂氧化为MnO42-（绿色）： 2MnO2 + 4KOH + O2 2K2MnO4 + 2H2O， 3MnO2 + 6KOH + KClO33K2MnO4 + KCl +3H2O， MnO2 ＋2MnO4-＋ 4OH- 3MnO42- ＋ 2H2O ④锌锰干电池（Zn—MnO2—KOH），正极：MnO2+e-+H2OMnOOH+OH- （3）Mn(Ⅵ)化合物的性质 MnO（绿色），存在于强碱性溶液中，最重要的化合物是：Na2MnO4和K2MnO4，在熔融碱中MnO2被空气氧化生成K2MnO4： 2MnO2＋O2＋4KOH2K2MnO4 (深绿色)＋2H2O 在酸性、中性环境中MnO均发生歧化反应： 3MnO＋2H2O===2MnO＋MnO2↓＋4OH－ 3MnO＋4H＋===2MnO＋MnO2↓＋2H2O 锰酸钾是制备高锰酸钾(KMnO4)的中间体：2MnO＋2H2O===2MnO＋2OH－＋H2↑ （4）KMnO4的性质 热稳定性差，通常保存在棕色试剂瓶中：4KMnO4＋2H2O4MnO2↓＋3O2↑＋4KOH。 ①在酸性介质中，MnO具有强氧化性，可以氧化Fe2＋、Cl－、H2C2O4、H2O2等，本身被还原为Mn2＋。 MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O 2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O 2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 2MnO＋6H＋＋5H2O2===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O ②在碱性、中性或微弱酸性溶液中，MnO仍旧是氧化剂，本身被还原为MnO2。 2MnO＋I－＋H2O===2MnO2↓＋IO＋2OH－ ③在强碱性溶液中，当MnO过量时，还原产物是MnO， 2MnO＋SO＋2OH－===2MnO＋SO＋H2O。 KMnO4是一优良的氧化剂，在分析化学中被用作氧化还原滴分析的氧化剂，还用于漂白棉、毛丝织品、油类的脱色剂，稀溶液被广泛用于医药卫生中的杀菌消毒剂。 （5）KMnO4的制备 ①2MnO2+O2+4KOH2K2MnO4+2H2O ②3K2MnO4+2CO22KMnO4+MnO2+2K2CO3 或3K2MnO4+4CO2+2H2O2KMnO4+MnO2+4KHCO3，CO2提供酸性环境。 ③操作Ⅰ：过滤 ④石灰苛化：K2CO3+Ca(OH)2→KOH（此时产生的KOH与操作Ⅰ产生的MnO2可循环使用） 五、钴及其化合物 1．钴(Co) (1)物理性质：银白色、有延展性并具有铁磁性的金属元素，密度、熔点都较高，钴相对较脆、较硬。 (2)化学性质——中等活泼金属 ①常温下与氧、硫等非金属单质无显著作用，但在高温时有剧烈反应； ②与稀H2SO4和稀盐酸反应较缓慢； ③在冷的浓硝酸中易钝化，与稀硝酸易反应； 2．钴的氧化物 CoO Co2O3——氧化高钴 ①物理性质：灰绿色，不溶于水。 ②化学性质：一定条件下可被H2或CO还原成单质钴。能溶于酸和强碱，不溶于水、醇和氨水。 ①物理性质：黑色，不溶于水。 ②化学性质：具有强氧化性。 Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O 3．钴的氢氧化物 Co(OH)2 Co(OH)3 ①物理性质：粉红色固体，不溶于水。 ②化学性质 a．能与酸反应：Co(OH)2＋H2SO4===CoSO4＋2H2O b．弱还原性：在空气中被缓慢氧化为棕褐色的Co(OH)3；可被强氧化剂(如H2O2)迅速氧化。 ①物理性质：棕色固体，不溶于水。 ②化学性质：具有强氧化性。 2Co(OH)3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋6H2O 4．Co3＋仅能够存在于固态物质或配合物中，在水溶液中会发生如下反应： 4Co3＋＋2H2O===4Co2＋＋4H＋＋O2↑ CoCl3在加热或遇水时发生分解：2CoCl32CoCl2＋Cl2↑　 六、镍及其化合物 1．镍(Ni) (1)物理性质：银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素，它能够高度磨光和抗腐蚀，密度、熔点都较高。 (2)应用：主要用于合金(如镍钢和镍银)及用作催化剂。 (3)化学性质——中等活泼金属 与非金属反应 a．镍不溶于水，常温下在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜，能阻止本体金属继续氧化，所以在空气中比较稳定。 b．常温下与氧、硫等非金属单质无显著作用，但在高温时有剧烈反应。 2Ni＋O22NiO(耀眼白光) Ni＋Cl2NiCl2 Ni＋SNiS 与酸的反应 与稀H2SO4和稀盐酸反应较缓慢：Ni＋H2SO4===NiSO4＋H2↑ 与氧化性酸反应 在冷的浓HNO3中“钝化”，与热的浓HNO3、稀HNO3都有反应。 2．镍的氧化物 NiO（氧化镍） Ni2O3（氧化高镍） ①物理性质：暗绿色，不溶于水。 ②化学性质：能溶于酸和氨水，具有还原性。 NiO＋H2SO4===NiSO4＋H2O 2NiO＋O2===2Ni2O3 ①物理性质：黑色，不溶于水。 ②化学性质：具有强氧化性。 Ni2O3＋6HCl===2NiCl2＋Cl2↑＋3H2O 2Ni2O3＋4H2SO4===4NiSO4＋O2↑＋4H2O 3．镍的氢氧化物 Ni(OH)2：氢氧化镍 Ni(OH)3：氢氧化高镍 ①物理性质：绿色，不溶于水 ②化学性质 a．能与酸反应：Ni(OH)2＋H2SO4===NiSO4＋2H2O b．弱还原性：Ni(OH)2在空气中不易被氧化，只有在更强的氧化剂(Cl2、NaClO)下才会氧化生成Ni(OH)3。 2Ni(OH)2＋Cl2＋2OH－===2Ni(OH)3＋2Cl－ 2Ni(OH)2＋NaClO＋H2O===2Ni(OH)3＋NaCl ①物理性质：黑色，不溶于水 ②化学性质：具有强氧化性 2Ni(OH)3＋6HCl===2NiCl2＋Cl2↑＋6H2O 1．（2024·福建·模拟预测）化学与生产生活密切相关，下列说法不正确的是 A．在室外大雪的时候可以用作融雪剂，原因是因为其溶解的时候可以放热 B．铬是硬度最高的金属，常在不锈钢中添加 C．为半导体，可做新型太阳能电池主要材料 D．氧化镁在工业生产中常用作耐火材料 【答案】A 【详解】A．氯化镁可以用作融雪剂，原因是雪-氯化镁混合物的熔点低于雪的熔点，使雪能够在比正常情况更低的温度下就能融化，故A错误； B．铬是硬度最高的金属，常在不锈钢中添加，增强不锈钢的耐腐蚀性，故B正确； C．为半导体，作为光电极很稳定，制作简单，可做新型太阳能电池主要材料，故C正确； D．氧化镁的熔点高，常在工业生产中常用作耐火材料，故D正确； 综上所述，答案为A。 2．（2024·湖北黄冈·二模）锂电池寿命结束时，其处理和回收将成为十分棘手的问题。锂电回收主要针对正极中的钴和镍。关于和，下列说法正确的是 A．和都是区的元素 B．和核外未成对电子数之比为 C．的空间构型是平面正方形，中键数目是 D．由熔点可知，晶体是分子晶体 【答案】D 【详解】A．和均为第VIII族元素，都是区的元素，故A错误； B．的价电子排布式为3d7，的价电子排布式为3d8，故和核外未成对电子数之比为，故B错误； C．中Ni2+与4个CN-形成4根配位键，CN-中含有1个键，故中键数目是，故C错误； D．熔点为，熔点较低，则可知晶体是分子晶体，故D正确； 故选D。 3．（24-25高三上·陕西咸阳·开学考试）转眼间，身为普中学子的你从青涩的高一新生已转变为为梦想冲刺的高三老生，嘀嗒嘀嗒，时间都去哪儿了！计时器的发展史铭刻着化学的贡献。下列说法不正确的是 A．制作日晷圆盘的石材，属于无机非金属材料 B．机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金 C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为SiC D．目前“北京时间”授时以铯原子钟为基准，的质子数为55 【答案】C 【详解】A．制作日晷圆盘的石材主要为大理石，属于无机非金属材料，故A正确； B．由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的混合物称为合金，机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金，故B正确； C．基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为二氧化硅，故C错误； D．的质量数为135，质子数为55，故D正确； 故选C。 4．（2024·湖南·三模）某科研团队从铬钒渣中分离钒并制备Cr(OH)3的流程如下： 已知：Ksp[Cr(OH)3]约为1×10-30。 下列说法错误的是 A．“灼烧”步骤的尾气中含CO2 B．“沉铝”步骤的离子方程式为 C．“分离钒”步骤中将溶液PH调到1.8左右得到V2O5沉淀，此时溶液中之后Cr元素的存在形式主要为 D．要使“转化沉铬”的溶液中Cr3+完全沉淀需调节溶液的PH>5.67 【答案】B 【详解】A．在“灼烧”步骤，Cr2O3、V2O3、Al2O3与Na2CO3、O2反应产生相应钠盐的同时产生CO2，因此所得的尾气中含CO2，故A正确； B．“沉铝”步骤通入CO2足量，反应产生NaHCO3，该反应的离子方程式为Na[Al(OH)4] +CO2+2H2O═Al(OH)3↓+，故B错误； C．“分离钒”之后，所得溶液显强酸性，根据题意可知：Cr元素的存在形式主要为，故C正确； D．要使“转化沉铬”的溶液中Cr3+完全沉淀此时c(Cr3+)<1×10-5mol/L，，常温下，需调节溶液的pH>5.67，故D正确； 故选：B。 5．（2024·湖南·二模）实验室以溶液和碳酸氢铵溶液制备氧钒（IV）碱式碳酸铵晶体，装置如图所示。已知：能被氧化。下列说法不正确的是 A．Ⅱ中的试剂为饱和溶液 B．实验开始时应先打开活塞，一段时间后，再打开活塞 C．Ⅲ中的反应为氧化还原反应 D．反应完全，小心取下分液漏斗，停止通气，立即塞上橡胶塞，将锥形瓶置于保护下的干燥器中，静置过夜，得到晶体 【答案】C 【详解】A．饱和碳酸氢钠溶液除去气体中的氯化氢气体，A正确； B．能被氧化，必须先通入气体排除装置中的空气，B正确； C．装置Ⅲ中发生的反应为反应生成，无元素化合价变化，C错误；     D．反应后先取分液漏斗，再停止通气，需要二氧化碳持续做保护气，立即塞上橡胶塞，将锥形瓶置于保护下的干燥器中，静置过夜，得到晶体，D正确； 故选C。 6．（2024·福建莆田·三模）某V2O5失活催化剂是重要的含钒二次资源。从酸浸处理之后的浸出液中提取钒的一种工艺流程如图。下列说法错误的是 已知：HA(有机酸性萃取剂)对金属阳离子萃取能力的顺序：Fe3+＞VO2+＞Fe2+ A．物质X为高锰酸钾溶液 B．反萃取时，物质Y可以选用硫酸 C．氧化过程中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为6：1 D．调pH时，发生反应：VO+2NH3•H2OVO+2NH+H2O 【答案】A 【详解】A．若物质X为高锰酸钾溶液，会将亚铁离子氧化为铁离子，结合HA(有机酸性萃取剂)对金属阳离子萃取能力可知，会先萃取，与题意不符，A错误； B．HA为有机酸性萃取剂，反萃取及应为酸，结合后续流程离子种类判断可为硫酸，B正确； C．氧化过程中V元素化合价从+4价升高为+5价（），Cl元素从+5价降低为-1价，根据得失电子守恒，氧化产物与还原产物的物质的量之比为6：1，C正确； D．调pH时，发生反应：VO+2NH3•H2OVO+2NH+H2O，D正确； 答案选A。 7．（2024·福建泉州·模拟预测）化学与生活、科技等密切相关，下列说法错误的是 A．通过红外光谱仪可检测核酸结构中是否存在氨基官能团 B．量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨烯为同位素 C．无磁镍铬钛合金钢常用于舰体材料，其强度高于纯铁 D．“天和号”推进器上的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料 【答案】B 【详解】A．红外色谱仪是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性，进行分子结构和化学组成分析的仪器也属于化学组成，故可用红外色谱仪检测，A正确； B．同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素洞素异形体指由同样的单一化学元素组成列方式不同，而具有不同性质的单质，螺旋纳米管与石墨互为同素异形体，B错误； C．合金材料的硬度比纯金属高，所以无磁镍铬钛合金硬度比纯铁高，C正确； D．新型无机非金属材料有二氧化硅与凝胶、水泥、玻璃、陶瓷，所以氮化硼是新型无机非金属材料，D正确 ； 故答案为：B。 8．（2024·河南新乡·三模）宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一、下列反应方程式书写正确的是 A．将少量通入溶液中： B．向甲醛溶液中加入足量的银氨溶液并加热： C．向摩尔盐溶液中加入NaOH溶液至刚好反应完全： D．往酸性溶液中加入难溶于水的固体，溶液出现紫红色： 【答案】D 【详解】A．由于少量，剩余的与反应产生的结合为HClO，离子方程式为，A项错误； B．向甲醛溶液中加入足量的银氨溶液并加热，HCHO被氧化成(NH4)2CO3，同时生成Ag等：，原方程式未配平，B项错误； C．加入NaOH溶液至刚好反应完全时，也将转化为沉淀：，C项错误； D．往酸性溶液中加入难溶于水的固体，Mn2+被氧化为，NaBiO3被还原为Bi3+等，溶液出现紫红色：，D项正确； 故选D。 9．（2024·江苏连云港·模拟预测）由废弃锌锰干电池中制取晶体的实验原理与装置能达到实验目的的是 A．用装置甲实现与、的分离 B．用装置乙灼烧、KOH和固体制取 C．用装置丙通入气体实现转化为 D．用装置丁蒸干溶液获取晶体 【答案】B 【详解】A．、、只有MnO2不溶于水，、无法分离，A不符合题意； B．用装置乙灼烧、KOH和固体，化学方程式为：，可制取，B符合题意； C．CO2应长进短出，通入气体使得溶液酸性增强，发生歧化反应，C不符合题意； D．用装置丁蒸干溶液，受热分解，无法得到晶体，D不符合题意； 故选B。 10．（2024·福建宁德·三模）从废旧镍钴锰三元锂电池正极材料［主要含、、、等金属的氧化物］中回收钴的一种流程如下： 已知：高锰渣中锰以的形式存在。下列说法正确的是 A．“溶浸”中被还原 B．“脱铝”得到的滤渣成分是 C．“脱锰”的离子方程式为： D．“系列操作”含蒸发结晶、洗涤、干燥 【答案】C 【详解】A．“溶浸”中被氧化，A错误； B．“脱铝”得到的滤渣成分是和硫酸钙，B错误； C．根据得失电子守恒以及电荷、原子守恒，“脱锰”的离子方程式为：，C正确； D．“系列操作”含蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，D错误； 故选C。 11．（2024·江西·模拟预测）江西矿产资源丰富，其中铁、锰、钛、钒、铜、锌、金、银等储量居全国前列。江西有亚洲最大的铜矿和中国最大的铜冶炼基地。下列说法错误的是 A．Fe、Mn、Ti、V在元素周期表中均位于d区 B．Cu的第二电离能大于Fe的第二电离能 C．已知呈平面正方形，则的杂化方式可能为 D．分子与形成配合物后H—N—H键角变大 【答案】C 【详解】A．Fe、Mn、Ti、V分别位于第VIII族、第VIIB族、第IVB族，第VB族，在元素周期表中均位于d区，A正确； B．+1价Fe的价电子排布式为3d64s1，而+1价Cu的价电子排布式为3d10，为全充满结构，能量低比较稳定，所以Cu的第二电离能大于Fe的第二电离能，B正确； C．若的杂化方式为，应该是正四面体结构，而呈平面正方形，说明的杂化方式不可能为，C错误； D．分子与形成配合物后，N元素周围没有孤电子对，H—N—H键角变大，D正确； 故选C。 12．（2024·陕西西安·一模）2023年9月12日，天舟五号货运飞船再人大气层。天舟五号飞船的天线用钛镍记忆合金制造，工业上用钛酸亚铁 冶炼钛的原理如下，下列有关说法正确的是 ①高温下： ②在氩气氛围高温中： A．①中化合价变化的元素为 B．①中每生成标况下 ，转移的电子数为 C．②中可以得出 得电子的能力强于 D．②中氩气的作用是防止 被氧化 【答案】D 【详解】A．由方程式可知，反应①中碳元素、氯元素和铁元素的化合价发生变化，钛元素化合价没有发生变化，故A错误； B．由方程式可知，反应①生成6mol一氧化碳时，反应转移14mol电子，则生成标况下11.2L一氧化碳时，转移的电子数为××NAmol—1=NA，故B错误； C．由方程式可知，反应②中镁元素化合价升高被氧化，镁是反应的还原剂，钛元素化合价降低被还原，四氯化钛是氧化剂、钛是还原产物，由还原剂的还原性强于还原产物可知，镁失去电子的能力强于钛，故C错误； D．镁和钛都易被空气中的氧气氧化，所以反应②中氩气的作用是隔绝空气，防止 镁和钛高温时被氧化，故D正确； 故选D。 13．（24-25高三上·山东·阶段练习）2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。锂离子二次电池正极铝钴膜主要含有、Al等，处理该废料的一种工艺如图所示，下列说法正确的是 A．酸溶时做氧化剂，且温度不宜过高 B．加氨水调pH的目的是除铝 C．沉钴的离子方程式为： D．该流程中涉及的反应都是氧化还原反应 【答案】C 【详解】A．“酸溶”时加入H2O2的目的是将+3价的钴还原为+2价，H2O2是还原剂，为防止H2O2分解，温度不宜过高，故A错误； B．加氨水调节pH的目的是将Li+转变为LiOH沉淀而除去，故B错误； C．“沉钴”时，CoSO4溶液和(NH4)2C2O4反应生成CoC2O4沉淀和(NH4)2C2O4，离子方程式为：，故C正确； D．由C项分析知，该流程中涉及的反应不都是氧化还原反应，故D错误； 答案选C。 14．（24-25高三上·山东潍坊·阶段练习）实验室利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备Co3O4的工艺流程如图所示： 已知：， 下列说法正确的是 A．“溶解还原”过程中消耗的Na2SO3与生成Co2+的物质的量之比为1∶2 B．“纯化处理”时需将溶液调至强碱性，确保将铁元素完全除去 C．“沉钴”时，不用Na2C2O4溶液是为了防止溶液碱性太强而生成Co(OH)2沉淀 D．在空气中煅烧时，每生成1 mol Co3O4转移2 mol e- 【答案】C 【详解】A．溶解还原过程中三价铁离子和三价钴离子均被亚硫酸钠还原为+2价，2Co(OH)3+4H++═2Co2+++5H2O、2Fe(OH)3+4H++═2Fe 2+++5H2O，所以消耗的Na2SO3与生成Co2+的物质的量之比大于1∶2，A错误； B．“纯化处理”时若将溶液调至强碱性，铁元素完全除去同时钴元素生成Co(OH)2沉淀降低产品的产率，B错误； C．由于Na2C2O4溶液呈碱性，且碱性强于溶液，故“沉钴”时，若用溶液代替溶液，则可能由于溶液碱性太强而生成Co(OH)2沉淀引入杂质，C正确； D．空气中煅烧发生反应为，每生成1 mol Co3O4转移4mol e-，D错误； 故答案为：C。 15．（2024河北·模拟预测）常用于锰盐制备，也用作氧化剂、催化剂等。由富锰废料(含和少量、、)进行废气脱硫并制备的工艺流程如下： 下列叙述正确的是 A．“化浆”所得浆液中的锰元素均为 B．吸收的主要反应为 C．滤渣1中含有大量，应回收再利用 D．转化反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为2：3 【答案】D 【详解】A．二氧化锰不溶于稀硫酸，浆液中含有的锰元素为锰离子和二氧化锰，故A错误； B．由分析可知，吸收二氧化硫的主要反应为酸性条件下，二氧化锰与二氧化硫反应生成硫酸锰，反应的离子方程式为，故B错误； C．由分析可知，滤渣1的主要成分为氢氧化铁、氢氧化铝，故C错误； D．由分析可知，转化反应中，高锰酸钾被溶液中的锰离子还原为二氧化锰，由得失电子数目守恒可知，氧化剂高锰酸钾与还原剂锰离子的物质的量之比为2：3，故D正确； 故选D。 16．（2024·广西·三模）室温下，工业上用含少量Mg2+的MnSO4溶液制备MnCO3的过程如图所示，下列说法正确的是 A．“除镁”步骤中，进行过滤操作需要用到的玻璃仪器仅有漏斗和烧杯 B．“除镁”步骤中，所用的NaF溶液为强电解质 C．“沉锰"步骤中的离子方程式为2+Mn2+=MnCO3↓+H2O+CO2↑ D．“沉锰”后的滤液中： 【答案】C 【详解】A．过滤时需用玻璃棒引流，即“除镁”步骤中，进行过滤操作需要用到的玻璃仪器有漏斗和烧杯、玻璃棒，A错误； B．NaF溶液属于混合物，既不是电解质也不是非电解质，故不为强电解质，B错误； C．“沉锰”步骤中加入NaHCO3溶液，离子方程式为2+Mn2+=MnCO3↓+H2O+CO2↑，C正确； D．“沉锰”后的滤液中还存在F-、等离子，故电荷守恒中应增加其他离子使等式成立，D错误； 故答案为：C。 17．（2024·湖北·模拟预测）下列有关离子方程式书写错误的是 A．浊液中通入变黑： B．与溶液反应： C．向含的溶液中加入足量的溶液沉锰： D．工业上，可通过电解KF的无水HF溶液(含和)制取，则在阴极放电反应为： 【答案】B 【详解】A．浊液中通入变黑，生成硫化银和盐酸，反应的离子方程式为：，A正确； B．CIF中F为价，则CIF与溶液反应：，B错误； C．向含的溶液中加入足量的溶液沉锰：，C正确； D．工业上，可通过电解KF的无水溶液(含和离子)制取，阴极得到电子，发生还原反应，因此制时在阴极放电，电极方程式为：，D正确； 故选：B。 18．（2024·广西·模拟预测）实验室模拟工业处理含铬废水，操作及现象如图1，反应过程中铬元素的化合价变化如图2，下列说法正确的是 已知：深蓝色溶液中生成了CrO5 A．实验开始至5s，铬元素被氧化 B．实验开始至30s，溶液中生成Cr3+的总反应离子方程式为：+3H2O2+8H+=2Cr3++7H2O+3O2↑ C．30s至80s的过程，一定是氧气氧化了Cr3+ D．80s时，溶液中又生成了Cr2O3，颜色相比于开始时浅，是水稀释所致 【答案】B 【详解】A．中Cr为+6价，根据图2，实验开始至5s，铬元素的化合价为+6价，铬元素的化合价没有发生变化，因此铬元素没有被氧化，故A错误； B．实验开始至30s，溶液中生成Cr3+，铬元素的化合价降低，则双氧水中的O元素被氧化生成氧气，总反应的离子方程式为：+3H2O2+8H+=2Cr3++7H2O+3O2↑，故B正确； C．30s时，在溶液中加入氢氧化钠，80s时，铬元素的化合价为+6价，可能是过氧化氢在碱性溶液中氧化性更强，将Cr3+氧化的结果，也可能是前面生成的CrO5，CrO5中含有过氧键，具有强氧化性，将Cr3+氧化的结果，故C错误； D．80s时溶液呈黄色，并且溶液呈碱性，2 CrO+2H+=+H2O，所以80s时又生成了CrO，故D错误； 故选B。 19．（2024·江苏南通·模拟预测）工业用镁还原制备金属Ti，工艺流程如图。下列说法不正确的是 A．工业上可通过电解熔融制取金属Mg B．用金属Mg还原过程中需要通入作保护气 C．“真空蒸馏”的目的是使Mg、气化，实现与Ti的分离 D．制得海绵钛中含有少量金属Mg，可以用稀盐酸浸泡除Mg 【答案】B 【详解】A．由于MgO的熔点高，电解MgO制备金属Mg能耗大，工业生产一般采用电解熔融的方法制镁，故A正确； B．点燃下金属镁和能反应，则用金属镁还原过程中不能用作保护气，可通入Ar作保护气，故B错误； C．真空蒸馏时，需要将金属Mg、分离除去，由于金属钛的熔点很高，因此真空蒸馏的目的是为了降低单质Mg和的沸点，使Mg、气化，实现与Ti的分离，故C正确； D．制得海绵钛中含有少量金属Mg，Ti常温下不与稀盐酸反应，Mg反应，因此可以用稀盐酸浸泡除Mg，故D正确； 故选B。 20．（2024·辽宁葫芦岛·二模）某实验小组以粗镍(含少量和杂质)为原料制备，并测定相关组分的含量，制备流程示意图如下： 已知：为绿色难溶物；、均为可溶于水的蓝紫色晶体，碱性条件下稳定存在，下列说法不正确的是 A．试剂X的作用是调节除去和杂质，则试剂X可为 B．过程的转化离子方程式为 C．实验配制3.0稀硝酸250需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、250容量瓶 D．步骤c、d中为防止氨水分解及降低固体溶解度需0~10℃冷水浴控温，则温度计应在水浴中 【答案】C 【详解】A．由分析可知，加入试剂X的系列操作为加入氢氧化钠溶液调节溶液pH，将溶液中的铁离子、铬离子转化为氢氧化铁、氢氧化铬沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铬的滤渣和滤液；向滤液中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH，将镍离子转化为绿色氢氧化镍沉淀，则试剂X为氢氧化钠溶液，作用是调节溶液pH除去溶液中的铁离子和铬离子，故A正确； B．由分析可知，c→d过程为加入盐酸、氨水和氯化铵的混合溶液将Ni(NH3)6(NO3)2转化为Ni(NH3)6Cl2，反应的离子方程式为，故B正确； C．实验配制250mL 3.0mol/L稀硝酸需要的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、250mL容量瓶外，还需要用到胶头滴管，故C错误； D．步骤c、d中为防止氨水分解及降低固体溶解度需0～10℃冷水浴控温，温度计应插入冷水浴中，不能插入反应液中，故D正确； 故选C。 21．（2024·重庆·二模）氮化铬（CrN，黑色粉末）具有优异的力学性能、高温稳定性和耐腐蚀性，在航空航天领域有重要应用。实验室用氨气和无水（紫色晶体，易潮解）制取CrN的装置如下图所示（夹持仪器略）。 (1)指出该装置中的一个明显错误 。 (2)试剂m的名称是 ，仪器b的名称是 。 (3)检查A装置气密性的操作为：将A装置右侧导管连接到盛水的水槽中， ，则气密性良好。 (4)装置E的主要作用是 ；制取CrN的反应是非氧化还原反应，则反应过程中D中玻璃管内（小瓷舟外）产生的现象是 。 (5)在制得的CrN中含有少量杂质，写出反应生成的化学方程式 。 (6)取样品（只含有杂质）38.9g在空气中充分加热，得固体残渣（）的质量为45.6g，则样品中CrN的质量分数为 %（保留一位小数）。 【答案】 (1)装置B中左侧应连接长导管插入溶液中，右侧应连接短导管略露出塞子 (2)氧化钙（或氢氧化钠、生石灰、碱石灰） U形管 (3)微热烧瓶，水槽中导管口有气泡逸出，停止微热，导管内形成一段稳定的水柱 (4)防止空气中的水蒸气进入D装置 产生大量白烟 (5)（或） (6)84.8 【详解】（1）该装置中的一个明显错误是：装置B中左侧应连接长导管插入溶液中，右侧应连接短导管略露出塞子； （2）①根据分析可知，A为NH3的发生装置，试剂m的名称是氧化钙（或氢氧化钠、生石灰、碱石灰）； ②仪器b的名称是U形管； （3）连接好装置后，先检查装置的气密性，检查A装置气密性的操作为：将A装置右侧导管连接到盛水的水槽中，微热烧瓶，水槽中导管口有气泡逸出，停止微热，导管内形成一段稳定的水柱，则气密性良好； （4）①根据分析可知，装置E的主要作用是：防止空气中的水蒸气进入D装置使得CrCl3潮解； ②装置D玻璃管中的物质为CrCl3，通入NH3，产生大量白烟，白烟为NH4Cl固体小颗粒，方程式为：； （5）制得的CrN中含有少量Cr2N杂质，生成Cr2N的化学方程式为：，或者； （6）设样品中CrN和的物质的量分别为x mol、y mol。中 mol， ，解得 mol， mol， 则样品中CrN的质量分数。 22．（2024·广西柳州·二模）氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体的制备及纯度分析步骤如下。 Ⅰ.制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体的流程如下： 其中，步骤ⅱ可通过如图装置完成。 Ⅱ.测定氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体粗产品纯度的流程如下： 已知：①氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体难溶于水，。 ②价钒在弱酸性条件下具有还原性。 ③。 ④在该实验条件下，与尿素不反应。 回答下列问题： (1)从原子结构角度解释价钒较稳定的原因： 。 (2)步骤ⅰ中和反应得到的产物之一是一种无毒无害的气体，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是 。 (3)步骤ⅱ中盛装溶液的仪器名称为 。 (4)步骤ⅱ中装置D的作用是 。 (5)步骤ⅲ中依次用饱和溶液、无水乙醇、乙醚洗涤晶体。用饱和溶液洗涤的目的是 。 (6)分析测定氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体粗产品纯度的流程： ①滴入溶液的目的是除去，写出其反应的离子方程式： 。 ②若平均消耗标准溶液的体积为a mL，则氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体粗产品的纯度为 ％。 ③若其他操作均正确，的加入量不足，会引起测定结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 【答案】 (1)钒原子的价电子排布式为，失去5个价电子后，3d能级为全空状态，最稳定 (2) (3)三颈烧瓶 (4)检验装置中的空气是否排尽，防止空气进入装置C中 (5)除去杂质离子，抑制氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体的溶解，减少固体损失 (6) (或) 偏大 【详解】（1）钒元素的原子序数为23，基态+5价钒原子的价电子排布式为3s23p6，3d能级为全空状态，最稳定，所以+5价钒较稳定； （2）由题意可知，步骤ⅰ中五氧化二钒与盐酸和联氨混合溶液反应生成VOCl2、氮气和水，反应的化学方程式为N2H4+2V2O5+8HCl=4VOCl2+N2↑+6H2O，反应中氮元素化合价升高被氧化，联氨是反应的还原剂，钒元素化合价降低被还原，五氧化二钒是氧化剂，由方程式可知，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是2：1； （3）由实验装置图可知，步骤ⅱ中盛装碳酸氢铵溶液的仪器为三颈烧瓶； （4）由分析可知，装置D中盛有的澄清石灰水检验装置中的空气是否排尽，防止VOCl2在酸性条件下被氧化； （5）由题给流程可知，VOCl2溶液与碳酸氢铵溶液反应生成(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]⋅10H2O沉淀的表面附有可溶的氯化铵杂质，所以用饱和碳酸氢铵溶液洗涤沉淀的目的是：除去杂质离子，抑制氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体的溶解，减少固体损失； （6）①由分析可知，加入亚硝酸钠溶液的目的是除去过量的高锰酸钾溶液，反应的离子方程式为； ②由方程式和钒原子个数守恒可得如下转化关系：(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]⋅10H2O~6 ~6 (NH4)2Fe(SO4)2，滴定消耗amLcmol/L硫酸亚铁铵溶液，则氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体粗产品的纯度为=； ③若其他操作均正确，但亚硝酸钠的加入量不足，亚硝酸根在酸性条件下能够氧化亚铁离子，会使消耗硫酸亚铁铵溶液的体积偏大，导致测定结果偏大。 23．（2024·陕西西安·模拟预测）钛白粉(纳米级)广泛用作功能陶瓷、催化剂、化妆品和光敏材料等白色无机颜料，是白色颜料中着色力最强的一种，具有优良的遮盖力和着色牢度，适用于不透明的白色制品。以钛铁矿(主要成分为、MgO)为原料制备高纯度钛白粉，同时得到绿矾的工艺流程如图。 已知：常温下，稀硫酸几乎与不反应。钛元素在整个流程中化合价没有变化。 (1)稀硫酸浸出的目的是 。 (2)下图分别为不同固液比、温度下滤渣与热浓硫酸反应时的Ti浸出率，据图分析，最适合的固液比和温度分别是 、 。 (3)若用浓硫酸浸出后Ti元素的存在形式为，则浓硫酸与反应的化学方程式为 。 (4)“一系列操作”包括 ，过滤，洗涤，干燥。得到的绿矾先用稀钛液洗涤，再用冰水洗涤。用冰水洗涤的优点是 。 (5)将钛液加热煮沸的目的是 。 (6)若取10kg钛铁矿(的质量分数为95%，)经过上述流程(钛元素在整个流程中损失率为5%)，则可制得钛白粉固体的质量为 kg。 【答案】 (1)除去MgO (2)1∶10 160℃ (3)2FeTiO3+6H2SO42TiOSO4+Fe2(SO4)3+SO2↑+6H2O (4)蒸发浓缩、冷却结晶 减少绿矾的溶解，减少损耗 (5)促进TiO2+水解成H2TiO3 (6)4.75 【详解】（1）常温下，稀硫酸几乎与FeTiO3不反应，结合分析，稀硫酸浸出的目的是：除去MgO，将MgO溶解转化成MgSO4。 （2）根据图可知，当固液比为1∶10、浸出温度为160℃时钛浸出率已经较高，故最适合的固液比和温度分别是1∶10、160℃。 （3）钛元素在整个流程中化合价没有变化，若用浓硫酸浸出后Ti元素的存在形式为TiO2+，浓硫酸具有强氧化性，将FeTiO3中+2价的Fe元素氧化成+3价，浓硫酸被还原成SO2，根据得失电子守恒和原子守恒，浓硫酸与FeTiO3反应的化学方程式为2FeTiO3+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+2TiOSO4+SO2↑+6H2O。 （4）从FeSO4、TiOSO4的混合液中获得FeSO4∙7H2O的“一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶，过滤，洗涤，干燥。得到的绿矾先用稀钛液洗涤，再用冰水洗涤，用冰水洗涤的优点是减少绿矾的溶解，减少损耗。 （5）钛液为TiOSO4溶液，其中存在水解平衡TiO2++2H2OH2TiO3+2H+，加热煮沸的目的是促进TiO2+水解成H2TiO3。 （6）根据Ti守恒，可制得钛白粉固体的质量为=4.75kg。 24．（24-25高三上·江西·开学考试）常用于制备高效催化剂。已知易溶于热水，在冷水中微溶。某小组设计实验制备并探究其氧化性。 【制备产品】制备简易流程如下： (1)步骤ⅰ中，加入的目的是 (写一条即可)。 (2)步骤ⅱ中离子方程式为 ；步骤iv“趁热过滤”的目的是 。 【测定组成】测定产品的纯度。 实验步骤： 步骤1：准确称取样品，用去离子水完全溶解，配制100mL溶液； 步骤2：准确量取25.00mL所配制溶液于锥形瓶中，滴加2滴溶液，用溶液滴定至终点，平行测定三次，平均消耗溶液。 已知：常温下，，，为砖红色沉淀。 (3)配制溶液所需的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒和 。 (4)该样品含钴元素的质量分数为 %，若滴定前滴加指示剂过少，导致测得的结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 【探究性质】探究、的氧化性相对强弱。 已知：(配离子)。 提出假设 假设1  氧化性强于； 假设2  氧化性弱于。 设计实验 实验 操作 现象 ① 在10mL溶液中滴加KI-淀粉溶液 溶液变蓝色 ② 在10mL溶液中滴加HI-淀粉溶液 溶液变蓝色 ③ 在10mL溶液中滴加KI-淀粉溶液 无明显现象 ④ 在10mL溶液中加入足量HI-淀粉溶液 逐渐变蓝色 (5)根据实验结果，假设 (填“1”或“2”)成立，从化学平衡角度分析，实验③、④现象差异的原因是 (用化学用语和必要文字说明)。 【答案】 (1)调节pH，抑制Co2+水解，避免生成，并提供 (2) 产品溶解度随着温度降低而减小，趁热过滤可避免温度降低，部分产品进入滤渣中，同时可以除去活性炭 (3)100mL容量瓶和胶头滴管 (4) 偏高 (5)2 用HI替代KI，钾离子不参与反应，而质子能与NH3形成稳定的铵根离子，导致，平衡逆向移动，钴离子浓度增大，氧化性增强，故④能氧化碘离子生成I2 【详解】（1）调节pH，抑制Co2+水解，避免生成，并提供； （2）步骤ⅱ中离子方程式为：，产品溶解度随着温度降低而减小，趁热过滤可避免温度降低，部分产品进入滤渣中，同时可以除去活性炭； （3）配制一定物质的量浓度的溶液还需要的玻璃仪器为指定容量的容量瓶和胶头滴管，即100mL容量瓶和胶头滴管； （4），，若滴加指示剂过少，则须滴定更多的AgNO3溶液才会产生砖红色沉淀，故结果偏高； （5）根据控制变量原理，由①、③实验可得出形成稳定的配合物会降低溶液中钴离子浓度，使钴离子氧化能力降低，所以[Co(NH3)6]3+氧化性弱于Co3+，假设2成立，用HI替代KI，钾离子不参与反应，而质子能与NH3形成稳定的铵根离子，导致，平衡逆向移动，钴离子浓度增大，氧化性增强，故④能氧化碘离子生成I2。 25．（2024·新疆乌鲁木齐·一模）连二硫酸锰(MnS2O6，其中Mn为+2价)是一种常用的果蔬保鲜剂，易溶于水，室温下其水溶液在pH为2.8~3.5时最稳定。回答下列问题： Ⅰ.制备连二硫酸锰(MnS2O6) 某化学小组利用MnO2悬浊液吸收SO2气体制取连二硫酸锰的装置(部分夹持、加热仪器已省略)如图所示。 (1)仪器a的名称为 ，装置B的作用是 。 (2)装置C中的反应温度需要控制在0℃左右，控制温度的方法是 。实验时需要向C中通入稍过量的SO2，目的是 。 (3)装置C中反应生成等物质的量的MnS2O6和MnSO4，则反应的化学方程式为 ，判断反应完成的现象是 ，待反应结束后经除杂、减压蒸发浓缩、结晶可得产品MnS2O6•nH2O。 Ⅱ.测定产品中Mn的质量分数 称取ag产品充分加热使其分解为MnSO4，然后加水溶解，用cmol•L-1的KMnO4溶液进行滴定(Mn元素均转化为MnO2)。 (4)滴定时，发生反应的离子方程式为 ；若滴定消耗KMnO4溶液的体积为VmL，则产品中Mn的质量分数为 。 (5)下列操作会使得测定结果偏大的是 。 A．滴定前锥形瓶用蒸馏水洗后未用待测MnSO4溶液润洗 B．滴定前平视读数，滴定结束俯视读数 C．滴定前滴定管中尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失 D．对连二硫酸锰产品进行加热操作时加热不充分 【答案】 (1)三颈烧瓶 安全瓶，防止倒吸 (2)冰水浴 调节pH为2.8~5.5，使连二硫酸锰稳定存在 (3)3SO2+2MnO2MnS2O6+MnSO4 黑色固体消失(悬浊液变澄清) (4)3Mn2++2MnO+2H2O=5MnO2+4H+ ×100% (5)CD 【详解】（1）仪器a的名称为三颈烧瓶，由分析可知，装置B为空载仪器，作安全瓶，起防倒吸的作用，故答案为：三颈烧瓶；安全瓶，防止倒吸。 （2）由分析可知，装置C中二氧化硫和二氧化锰悬浊液在0°C左右的冰水浴中反应制备连二硫酸锰，由题给信息可知，室温下连二硫酸锰水溶液在pH为2.8~3.5时最稳定，则实验时向C中通入稍过量的二氧化硫目的是调节pH为2.8~3.5，使连二硫酸锰稳定存在，故答案为：冰水浴；调节pH为2.8~3.5，使连二硫酸锰稳定存在。 （3）由分析可知，装置C中二氧化硫和二氧化锰悬浊液在0°C左右的冰水浴中反应制备连二硫酸锰，反应的化学方程式为3SO2＋2MnO2 MnS2O6＋MnSO4，当二氧化锰完全反应时，悬浊液会变为澄清溶液，所以悬浊液变为澄清溶液时说明反应完成，故答案为：3SO2＋2MnO2 MnS2O6＋MnSO4；黑色固体消失(悬浊液变澄清)。 （4）等物质的量的MnS2O6和MnSO4，则反应的化学方程式为：3Mn2++2MnO+2H2O=5MnO2+4H+；多次滴定平均消耗cmol/L高锰酸钾溶液的体积为VmL，由得失电子数目守恒可知，产品中锰的质量分数为×100%=×100%，故答案为：3Mn2++2MnO+2H2O=5MnO2+4H+；×100%。 （5）A．滴定前锥形瓶用蒸馏水洗后未用待测硫酸锰溶液润洗对溶质的物质的量和高锰酸钾标准溶液的体积无影响，对测定结果无影响，故A不符合题意； B．滴定前平视读数，滴定结束俯视读数会使高锰酸钾溶液的体积偏小，导致测定结果偏小，故B不符合题意； C．滴定前滴定管中尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失会使高锰酸钾溶液的体积偏大，导致测定结果偏大，故C符合题意； D．对连二硫酸锰产品进行加热操作时加热不充分会使对连二硫酸锰也消耗高锰酸钾溶液，使得高锰酸钾溶液的体积偏大，导致测定结果偏大，故D符合题意； 故答案为：CD。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$