热点强化课5 从铁到“变价金属”-【创新教程】2026年高考化学总复习大一轮讲义（人教版2019）

体系构建 核心巧记 １．特殊的颜色 (１)固体:Fe３O４、FeO—黑色,Fe２O３—红棕色,Fe(OH)３—红 褐色. (２)溶液:Fe２＋—浅绿色,Fe３＋—棕黄色. ２．特殊现象 (１)Fe(OH)２ 空气 →Fe(OH)３,白色沉淀迅速变成灰绿色, 最终变成红褐色. (２)Fe３＋遇KSCN溶液变红色. (３)Fe２＋与[Fe(CN)６]３－反应生成铁氰化亚铁 Fe３[Fe(CN)６]２ 蓝色沉淀. ３．重要反应的离子方程式 (１)２Fe２＋＋Cl２􀪅􀪅２Fe３＋＋２Cl－ (２)２Fe３＋＋Fe􀪅􀪅３Fe２＋ (３)２I－＋２Fe３＋􀪅􀪅I２＋２Fe２＋ (４)Cu＋２Fe３＋􀪅􀪅Cu２＋＋２Fe２＋ (５)２Fe２＋＋H２O２＋２H＋􀪅􀪅２Fe３＋＋２H２O 　　　　　　　从铁到“变价金属” 学生用书　P９６ １．铁、钴、镍 (１)含铁、钴、镍元素的物质性质比较 Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ) 性质差异 Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ) 性质差异 氧 化 物 氧化钴与氧化镍在酸 性溶液中显示出强氧 化性:Co２O３＋６HCl 􀪅􀪅２CoCl２＋Cl２↑ ＋３H２O Ni２O３ ＋６HCl􀪅􀪅 ２NiCl２ ＋ Cl２ ↑ ＋ ３H２O但氧化铁与酸 只发生复分解反应 氢 氧 化 物 铁的氢氧化物只与酸 发生酸碱中和反应: Fe(OH)３＋３H＋􀪅􀪅 Fe３＋＋３H２O 镍、钴的氢氧化物与 还原性酸发生氧化还 原反应: ２Co(OH)３＋６H＋＋ ２Cl－􀪅􀪅２Co２＋＋Cl２↑ ＋６H２O ２Ni(OH)３ ＋６H＋ ＋ ２Cl－􀪅􀪅２Ni２＋＋Cl２↑ ＋６H２O 氢 氧 化 物 还 原 性 还原性的变化规 律:Fe(OH)２＞ Co(OH)２＞ Ni(OH)２ ①Fe(OH)２ 在空 气中极易被氧化 成Fe(OH)３ ②Co(OH)２ 在空 气中被O２ 氧化的 速度较慢,可以被 强氧化剂(H２O２) 迅速氧化 ③Ni(OH)２ 在 空 气中不易被氧化, 只有在更强的氧化 剂条件下才会氧化 生成Ni(OH)３ Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ) 性质差异 Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ) 性质差异 离 子 存 在 状 态 Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)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 (镍 同 ):４Co３＋ ＋ ２H２O 􀪅􀪅４Co２＋ ＋ ４H＋＋O２↑ Fe３＋ 在 酸 性 溶 液 中 可以稳定存在 与 氨 水 反 应 ①Fe(OH)２ 与氨 水不反应 ②Co(OH)２ → [Co(NH３)６]２＋ ③Ni(OH)２ → [Ni(NH３)６]２＋ 结 论 与 解 释 ①由于Fe(OH)２ 的稳定性弱于Co(OH)２、 Ni(OH)２,故三者的还原性存在规律: Fe(OH)２＞Co(OH)２＞Ni(OH)２,因此三者 与氧化剂反应的条件不同,三者在氯水中溶解 情况不同 ②由于铁、钴、镍的核电荷数依次增大,故对电 子的吸引能力依次增强,所以正三价离子的氧 化性呈现如下规律:Fe(Ⅲ)＜Co(Ⅲ)＜Ni (Ⅲ) (２)铁、钴、镍盐溶液的氧化性与还原性 ①在酸性溶液中,Fe２＋、Co２＋、Ni２＋ 分别是铁、钴、 镍离子的稳定状态、高价态的铁(Ⅵ)、钴(Ⅲ)、 镍(Ⅳ)在酸性溶液中都有很强的氧化性,空气中 的O２ 能将酸性溶液中的Fe２＋氧化成Fe３＋,但不 能将Co２＋、Ni２＋氧化成Co３＋和Ni３＋. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰３２１􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第四章　金属及其化合物 ②在碱性介质中,铁的最稳定价态仍是＋３价, 钴、镍的最稳定价态仍是＋２价,在碱性介质中, 将低价态的Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)氧化成高价 态比酸性介质中容易. ２．钛、钒、铬、锰 (１)钛(Ti)及其化合物的性质:主要化合价为＋３价、 ＋４价 钛 及 其 化 合 物 单质(Ti)→ 金属活动性较弱,常温时与酸不反 应,但 可 与 热 的 氢 氟 酸、浓 盐 酸 反应: Ti＋６HF △ 􀪅􀪅H２TiF６＋２H２↑, ２Ti＋６HCl(浓) △ 􀪅􀪅２TiCl３＋３H２↑ 氧化物 (TiO２) 两性氧化物, 以酸性为主, 不溶于稀酸 ①TiO２＋H２SO４(浓) △ 􀪅􀪅TiOSO４＋H２O ②TiO２＋２NaOH􀪅􀪅 Na２TiO３＋H２O ì î í ï ï ï ï 加热条件下与Cl２、C发生反应: TiO２＋２Cl２＋２C △ 􀪅􀪅TiCl４＋２CO ì î í ï ï ï ï ï ï ï ï ì î í ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ïï (２)钒(V)及其化合物的性质:主要化合价＋２、＋３、 ＋４、＋５ 钒 及 其 化 合 物 单质 (V)→ 常温下不活泼,不能与除 HF以外 的非氧化性酸及碱发生作用,能溶 于浓硫酸、硝酸等氧化性酸溶液中 氧化物 (V２O５) 两性氧化物, 以酸性为主 V２O５＋６NaOH􀪅􀪅 ２Na３VO４＋３H２O V２O５＋H２SO４􀪅􀪅 (VO２)２SO４＋H２O ì î í ï ï ï ï ì î í ï ï ï ï V的化合价为＋５, 具有强氧化性 V２O５＋６HCl(浓)􀪅􀪅 ２VOCl２＋Cl２↑＋３H２O{ 　　　　在酸性介质中,VO＋２ 具有强氧化性, VO２＋、VO＋２ →VO＋２ ＋Fe２＋＋２H＋􀪅􀪅 　　　　　　VO２＋＋Fe３＋＋H２O 偏钒酸盐→ NH４VO３ 在加热条件下不稳定: ２NH４VO３ △ 􀪅􀪅V２O５＋２NH３↑＋ H２O ì î í ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï (３)铬(Cr)及其化合物的性质:主要化合价＋２、＋３、＋６ 铬 及 其 化 合 物 单质(Cr)→ 金属单质,加热时,能与 O２ 反应生 成Cr２O３ 氧化物 (Cr２O３) → 两性氧化物,Cr２O３＋６H＋􀪅􀪅２Cr３＋ ＋３H２O, Cr２O３＋２OH－＋３H２O􀪅􀪅 ２[Cr(OH)４]－ 氢氧化物 [Cr(OH)３] → 两性氢氧化物,Cr(OH)３＋ ３H＋􀪅􀪅Cr３＋＋３H２O, Cr(OH)３＋OH－􀪅􀪅[Cr(OH)４]－ 铬酸盐 (CrO２－４ ) 和重铬酸盐 (Cr２O２－７ ) 相互转化:２CrO２－４ (黄色)＋２H＋ 􀪅􀪅Cr２O２－７ (橙色)＋H２O Cr均为＋６价,具有强氧化性: ５H＋＋Cr２O２－７ ＋３HSO－３ 􀪅􀪅 ２Cr３＋＋３SO２－４ ＋４H２O, ２CrO２－４ ＋１６H＋＋６Cl－􀪅􀪅 ２Cr３＋＋３Cl２↑＋８H２O ì î í ï ï ï ï ï ï ï ï ì î í ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï 重要工业铬产品的一般制备流程: 铬铁矿(主要成分为 FeCr２O４(FeO􀅰Cr２O３) Na２Cr２O７ ↓H２SO４(浓) 　　　　 ←CrO３ 电镀 →Cr一定 条件 　　↓ CrO２ Pb２＋ →PbCrO４(颜料) 还原 　　　　　　 →Cr２O３(颜料) Al　↓ Cr 　　 一定条件↓ 含铬的混 合相颜料 还原 　　　 Cr(OH)SO４ (铬鞣剂) ↓ 复分解 　　　 K２Cr２O７ ↓ (４)锰(Mn)及其化合物的性质:主要化合价＋２、＋３、 ＋４、＋５、＋６、＋７. 锰 及 其 化 合 物 金属 单质 (Mn) 加热时与O２ 反应生成 Mn３O４ Mn的活动性在 Al与Zn之间,与非氧 化性 酸 反 应 生 成 H２,Mn＋２H＋ 􀪅􀪅 Mn２＋＋H２↑ ì î í ï ïï ï ï 氧化物 MnO２ → Mn为＋４价,在酸性条件下具有较强 氧化性,如 MnO２＋４H＋ ＋２Cl－ △ 􀪅􀪅 Mn２＋＋Cl２↑＋２H２O KMnO４ 与 K２MnO４ ①可相互转化,２KMnO４ △ 􀪅􀪅K２MnO４ ＋MnO２＋O２↑,２K２MnO４＋２H２O 电解 􀪅􀪅２KMnO４＋２KOH＋H２↑ ②KMnO４ 具有强氧化性,如２KMnO４ ＋１６HCl(浓)􀪅􀪅２MnCl２＋２KCl＋ ５Cl２↑＋８H２O,２KMnO４＋５H２C２O４ ＋３H２SO４ 􀪅􀪅K２SO４＋２MnSO４＋ １０CO２↑＋８H２O,酸性条件下还能与 I－、SO２、SO２－３ 、Fe２＋等反应 ③MnO－４ 在不同介质中的还原产物不同 MnO－４ 　　 酸性↓ Mn２＋ 　　 中性↓ MnO２ 　　 碱性↓ MnO２－４ ì î í ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ïï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ì î í ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ïï [例１]　(２０２４􀅰新课标卷)钴及其化合物在制造合 金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应 用.一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、 Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴 成品的工艺如下: 已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(c≤１．０ ×１０－５mol􀅰L－１)时的pH: 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰４２１􀅰 高考总复习　化学 Fe３＋ Fe２＋ Co３＋ Co２＋ Zn２＋ 开始沉淀的pH １．５ ６．９ － ７．４ ６．２ 沉淀完全的pH ２．８ ８．４ １．１ ９．４ ８．２ 回答下列问题: (１)“酸浸”前废渣需粉碎处理,目的是　　　　　 　　　　　　　　　　　;“滤渣１”中金属元素主 要为　　　　　　　　　　　　. (２)“过滤１”后的溶液中加入 MnO２ 的作用是　　 　　　　　　.取少量反应后的溶液,加入化学试 剂　　　　检验　　　　,若出现蓝色沉淀,需补 加 MnO２. (３)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为 　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　. (４)“除钴液”中主要的盐有　　　　　　　　(写化 学式),残留的Co３＋浓度为　　　　mol􀅰L－１. 解析:(１)在原料预处理过程中,粉碎固体原料能增 大固体与液体的接触面积,从而加快酸浸的反应速 率,提高 浸 取 效 率.“滤 渣１”中 金 属 主 要 是Pb. (２)由题表中数据可知,当Fe３＋ 完全沉淀时,Co２＋ 未开始沉淀,而当Fe２＋完全沉淀时,Co２＋ 已有一部 分沉淀,因此为了除去溶液中的Fe元素且Co２＋ 不 沉淀,应先将Fe２＋ 氧化为Fe３＋ 再调节pH使Fe３＋ 完全沉淀,则 MnO２ 的作用是将Fe２＋氧化为Fe３＋. 常用K３[Fe(CN)６]溶液检验Fe２＋,若生成蓝色沉 淀,则说明溶液中仍存在Fe２＋,需补加 MnO２.(３) 由流程分析可知,该过程发生两个氧化还原反应, 根据流程分析中两个反应的反应物、产物与反应环 境(pH＝５),结合得失电子守恒、电荷守恒和原子 守恒 可 写 出 两 个 离 子 方 程 式:３Co２＋ ＋MnO－４ ＋ ７H２O􀪅􀪅３Co(OH)３↓＋MnO２↓＋５H＋、３Mn２＋ ＋２MnO－４ ＋２H２O􀪅􀪅５MnO２↓＋４H＋.(４)由流 程分析可知,“除钴液”中含有的金属阳离子主要是 Zn２＋和 K＋,而阴离子主要是“酸浸”步骤引入的 SO２－４ ,因此其中主要的盐有ZnSO４ 和K２SO４.当 Co３＋恰好完全沉淀时,溶液中,c(Co３＋)＝１．０× １０－５mol􀅰L－１,此时溶液pH＝１．１,即c(H＋)＝ １０－１．１mol􀅰L－１,则c(OH－)＝ Kw c(H＋) ＝１０－１２．９ mol􀅰L－１,则 Ksp[Co(OH)３]＝１．０×１０ －５× (１０－１２．９)３＝１０－４３．７.“除钴液”的pH＝５,即c(H＋) ＝１０－５mol􀅰L－１,则c(OH－)＝ Kw c(H＋) ＝１０－９mol 􀅰L－１,此 时 溶 液 中c(Co３＋)＝ Ksp[Co(OH)３] c３(OH－) ＝ １０－４３．７ (１０－９)３ mol􀅰L－１＝１０－１６．７mol􀅰L－１. 答案:(１)增大固液接触面积,加快酸浸速率,提高 浸取效率　Pb (２)将溶液中的Fe２＋ 氧化为Fe３＋,以便在后续调 pH时除去Fe元素　K３[Fe(CN)６]溶液　Fe２＋ (３)３Co２＋ ＋MnO－４ ＋７H２O􀪅􀪅３Co(OH)３↓＋ MnO２↓＋５H＋ 　３Mn２＋ ＋２MnO－４ ＋２H２O􀪅􀪅 ５MnO２↓＋４H＋ (４)ZnSO４、K２SO４　１０－１６．７ [例２]　锌和铝都是活泼金属,其氢氧化物既能溶于强 酸溶液,又能溶于强碱溶液,但是Al(OH)３ 不能溶于 氨水,而Zn(OH)２ 能溶于氨水,生成[Zn(NH３)４]２＋. 回答下列问题: (１)单质铝溶于NaOH溶液后,溶液中铝元素的存 在形式为　　　　　　　　(用化学式表示). (２)写出锌和NaOH溶液反应的离子方程式: 　 　. (３)下列各组中的两种溶液,用相互滴加的实验方 法可以鉴别的是　　　　(填序号). ①Al２(SO４)３ 溶液和NaOH溶液 ②Al２(SO４)３ 溶液和氨水 ③ZnSO４ 溶液和NaOH溶液 ④ZnSO４ 溶液和氨水 (４)写出可溶性铝盐和氨水反应的离子方程式:　　 　　　　　　　　　　　　　　.试解释实验室 不宜用可溶性锌盐与氨水反应制取氢氧化锌的原 因: 　 　. 解析:(１)Al与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)４]. (２)锌与 NaOH 溶 液 反 应 的 离 子 方 程 式 为Zn＋ ２OH－＋２H２O􀪅􀪅[Zn(OH)４]２－＋H２↑. (３)①Al２(SO４)３ 溶液与NaOH溶液滴加顺序不同,现 象不同,可鉴别;②Al２(SO４)３ 溶液与氨水滴加顺序不 同,现象相同,不可鉴别;③ZnSO４ 溶液与NaOH溶液 滴加顺序不同,现象不同,可鉴别;④ZnSO４ 溶液与氨 水滴加顺序不同,现象不同,可鉴别. 答案:(１)[Al(OH)４]－ (２)Zn＋２OH－＋２H２O􀪅􀪅[Zn(OH)４]２－＋H２↑ (３)①③④ (４)Al３＋＋３NH３􀅰H２O􀪅􀪅Al(OH)３↓＋３NH＋４ 可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)２ 可溶于过量 的氨水中,生成[Zn(NH３)４]２＋,氨水的用量不易控制 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 　解决两性金属问题的思维模板 确定 两性 金属 判断 反应 环境 的酸 碱性 → 类比Al及其化合物的性质写 出反应的化学方程式或进行 定量计算 → 审读题目信息,把握变价金属 不同于Al及其化合物的性质 (如氢氧化锌可溶于氨水) → 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰５２１􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第四章　金属及其化合物 １．Zn(OH)２ 是两性氢氧化物,和强酸反应时生成 Zn２＋,跟强碱反应时生成[Zn(OH)４]２－.现有三 份等物质的量浓度、等体积的 MgCl２、ZnCl２、AlCl３ 溶液(配制时均加入少量盐酸),现将一定浓度的 NaOH溶液,分别滴入三种溶液中至过量,NaOH 溶液的体积x(mL)与生成沉淀的物质的量y(mol) 的关系如图所示,则与 MgCl２、ZnCl２、AlCl３ 溶液 一一对应的正确图像是 (　　) A．③②④　　　　　B．③⑤① C．③⑤④ D．③②① 解析:B　[向 MgCl２ 溶液中加入 NaOH 溶液,开 始时NaOH溶液先中和其中的少量盐酸,然后生 成白色沉淀氢氧化镁,当NaOH溶液过量时,沉淀 也不会溶解,沉淀的物质的量保持不变,故对应的 是图像③;向ZnCl２ 溶液中加入NaOH溶液,开始 时NaOH溶液先中和其中的少量盐酸,然后生成 白色沉淀氢氧化锌,当NaOH溶液过量时,沉淀会 溶 解,依 次 发 生 反 应:ZnCl２ ＋２NaOH 􀪅􀪅 Zn(OH)２↓＋２NaCl,Zn(OH)２＋２NaOH 􀪅􀪅 Na２[Zn(OH)４],沉淀开始到沉淀量达到最大和沉 淀完全消失所消耗的 NaOH 溶液的体积是相等 的,故为 图 像⑤;向 AlCl３ 溶 液 中 加 入 NaOH 溶 液,开始时NaOH溶液先中和其中的少量盐酸,然 后生成白色沉淀氢氧化铝,当氢氧化钠过量时,沉 淀会 溶 解,依 次 发 生 反 应:AlCl３＋３NaOH 􀪅􀪅 Al(OH)３↓ ＋３NaCl,Al(OH)３ ＋ NaOH 􀪅􀪅 Na[Al(OH)４],沉淀开始到沉淀量达到最大和沉 淀完全消失所消耗的氢氧化钠的物质的量之比是 ３∶１,故为图像①.] ２．(２０２５􀅰泰安市高三期末)炼铁时产生大量瓦斯泥 废料,以 瓦 斯 泥(主 要 含 ZnO、Bi２O３、Bi２S３、Bi、 Fe２O３,还含少量PbO、FeO、CuO)为原料提取锌、 铋的工艺流程如图所示: 瓦斯泥 NH３、NH４HCO３ H２O → 浸取 过滤 　 [Cu(NH３)４]２＋ [Zn(NH３)４]２＋ CO２－３ → Zn 　 过滤 　 → 过程Ⅰ [Zn(NH３)４]２＋ CO２－３ ９０℃ 过滤 → 过程Ⅱ ZnCO３􀅰３Zn(OH)２煅烧→ZnO 滤渣１→ H２SO４ NaCl → 酸盐浸提 滤渣２ ↓ 水解→ 系列操作 　 →BiOCl产品 回答下列问题: (１)“浸取”步骤,为避免“瓦斯泥”在反应器的底部 沉淀结块,可采取的措施为 　. (２)“过程Ⅰ”步骤发生反应的离子方程式为 　 　. (３)“过程Ⅱ”步骤产生的气体　　　(填化学式)可 在流程的　　　步骤中循环使用. (４)“酸盐浸提”步骤,为使铋充分浸出,加入适量 NaCl作助溶剂.单质铋在 Fe３＋ 的氧化作 用 下 被溶解. ①含铋物质发生反应的化学方程式为: ⅰ．Bi２O３ ＋ ３H２SO４ ＋ ６NaCl 􀪅􀪅２BiCl３ ＋ ３Na２SO４＋３H２O ⅱ．Bi２S３＋３Fe２(SO４)３＋６NaCl􀪅􀪅２BiCl３ ＋ ３Na２SO４＋６FeSO４＋３S ②“滤渣２”的主要成分除S外还有　　　. (５)已知:此工艺中,Bi３＋水解得到BiOCl沉淀的适 宜pH范围为１􀆰６~２􀆰０;溶液中金属离子开始沉淀 和完全沉淀的pH如下表所示: 金属离子 Fe２＋ Fe３＋ Zn２＋ 开始沉淀时pH ７􀆰０ １􀆰９ ６􀆰２ 完全沉淀时pH ９􀆰０ ３􀆰２ ８􀆰０ ①结合上述信息分析,“水解”步骤加入适量Zn粉 的目的是 　. ②“水解”步骤后的“系列操作”为 　. 解析:以瓦斯泥(主要含ZnO、Bi２O３、Bi２S３、Bi、Fe２O３, 还含少量PbO、FeO、CuO)为原料提取锌、铋,浸取之后 过滤得到[Cu(NH３)４]２＋、[Zn(NH３)４]２＋、CO２－３ ,滤渣 １中的PbO和硫酸反应后,得到的滤渣２中会含有 PbSO４,“水解”时加入适量的Zn粉可以将Fe３＋还原为 Fe２＋,避免在Bi３＋水解时,Fe３＋同时水解,导致产物不 纯,“水解”后,将得到的产品过滤、洗涤并干燥即可 得到产品,以此解答. (１)“浸取”时,为避免“瓦斯泥”在反应器的底部沉 淀、结块,可采用快速搅拌; 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰６２１􀅰 高考总复习　化学 (２)“过程Ⅰ”步骤[Cu(NH３)４]２＋ 与Zn反应生成 [Zn(NH３)４]２＋ 与Cu,发生反应的离子方程式为: [Cu(NH３)４]２＋＋Zn􀪅􀪅[Zn(NH３)４]２＋＋Cu; (３)根据元素守恒可知,“过程Ⅱ”中会产生 NH３, 结合流程图可知,NH３ 可在流程中的“浸取”步骤 中循环使用; (４)根据分析可知,滤渣１中的PbO和硫酸反应后 生成PbSO４,得到的滤渣２中会含有PbSO４; (５)①调pH使Bi３＋ 水解时pH范围为１􀆰６~２􀆰０, 此时Fe３＋ 也 会 水 解,故 加 入Zn粉 的 目 的 为:将 Fe３＋还原为Fe２＋,避免在Bi３＋水解时,Fe３＋ 同时水 解,导致产物不纯; ②根据分析可知,“水解”步骤后的“系列操作”为: 过滤、洗涤、干燥. 答案:(１)快速搅拌　(２)[Cu(NH３)４]２＋＋Zn􀪅􀪅 [Zn(NH３)４]２＋＋Cu (３)NH３　浸取　(４)PbSO４ (５)①将Fe３＋ 还原为Fe２＋,避免在Bi３＋ 水解时, Fe３＋同时水解,导致产物不纯　②过滤、洗涤、干燥 ３．碱式碳酸镍[Nix(OH)y(CO３)z􀅰nH２O]是一种绿 色粉末状晶体,常用作催化剂和陶瓷着色剂,３００℃以 上时分解生成３种氧化物.为确定其组成,某同学在 实验室中进行了有关的实验探究.回答下列问题: (１)甲、乙两装置可分别选取下列装置　　　　　、 　　　　(填字母,装置可重复选取). (２)称取一定量的碱式碳酸镍样品,放入硬质玻璃 管内;安装好实验仪器,检查装置气密性;加热硬质 玻璃管,当C装置中　　　　　　　　(填实验现 象)时,停止加热;打开弹簧夹K,缓缓通入空气,其 目的是　　　　　　　　　　　　　　　　. (３)A装置的作用是　　　　　　　　　　　　　 　　　,若没有E装置,则会使xz　　　　 (填“偏 大”“偏小”或“无影响”). (４)实验前后测得如表所示数据: B装置中 样品质量/g C装置质 量/g D装置质 量/g 实验前 ３􀆰７７ １３２􀆰００ ４１􀆰００ 实验后 ２􀆰２５ １３３􀆰０８ ４１􀆰４４ 已知碱式碳酸镍中 Ni的化合价为＋２价,则该碱 式碳酸镍分解反应的化学方程式为 　 　. (５)采取上述实验装置进行该实验时,必须小心操 作,且保证装置气密性良好,否则浓硫酸会发生倒 吸,导致加热的硬质玻璃管炸裂.为防止浓硫酸倒 吸入硬质玻璃管中,提出你的改进措施: 　 　. 解析:(１)根据信息,３００℃以上时碱式碳酸镍分解 生成３种氧化物,分别是 NiO、CO２、H２O,需要测 CO２ 和H２O的质量,因此必须让二者全部被吸收, 装置甲的作用是吸收空气中CO２ 和 H２O,装置甲 应是c,B装置用来加热碱式碳酸镍,C装置用来吸 收产 生 的 H２O,D 中 的 装 置 乙 用 来 吸 收 产 生 的 CO２,故装置乙选c. (２)根据上述分析,当C装置中不再有气泡产生时, 说明反应完全,打开弹簧夹 K,缓慢通入空气的目 的是让装置中残留的气体产物被C装置和D装置 全部吸收. (３)根据(１)的分析,A装置的作用是吸收空气中的 CO２ 和水蒸气;E装置的作用是防止外界中CO２ 和 H２O进入D装置,如果没有此装置,D装置会吸收 空气中CO２ 和水,造成CO２ 的质量增大,所以 x z 偏小. (４)C装置质量增加(１３３．０８－１３２．００)g＝１．０８g, 即产生水的质量为１．０８g,其物质的量为０．０６mol, D装置 增 加 的 质 量 是 CO２ 的 质 量,即(４１．４４－ ４１．００)g＝０．４４g,其物质的量为０．０１mol,B装置 中反应后的物质是NiO,其质量为２．２５g,物质的 量为０．０３mol,根据Nix(OH)y(CO３)z􀅰nH２O中 各元素正、负化合价代数和为０,OH－ 的物质的量 为(＋２)×０．０３ mol＋ (－２)×０．０１ mol＝ ０．０４mol,根据H原子守恒推出 H２O的物质的量 为０．０６mol－１２×０．０４mol＝０．０４mol ,因 此 x∶y∶z∶n＝０．０３mol∶０．０４mol∶０．０１mol∶ ０．０４mol＝３∶４∶１∶４,即碱式碳酸镍的化学式为 Ni３(OH)４CO３􀅰４H２O,碱式碳酸镍受热分解反应 的化学方程式为Ni３(OH)４CO３􀅰４H２O △ 􀪅􀪅３NiO ＋６H２O↑＋CO２↑. 答案:(１)c　c (２)不再有气泡产生　将装置中残留的气体产物吹 入吸收装置中 (３)吸收空气中的CO２ 和水蒸气　偏小 (４)Ni３(OH)４CO３􀅰４H２O △ 􀪅􀪅３NiO＋６H２O↑＋CO２↑ (５)在装置B、C之间连接一个安全瓶(合理答案 均可) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７２１􀅰 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第四章　金属及其化合物