2026届高三化学一轮复习 第12讲 钛、钒、铬、锰、锌及其化合物 课件

第12讲 钛、钒、铬、锰、锌及其化合物 (2024·河北卷)下列实验操作及现象能得出相应结论的是( ) C 选项 A B C D 实验操作及现象 还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声 待测液中滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀 Mg(OH)2和Al(OH)3中均分别加入NaOH溶液 和盐酸，Mg(OH)2只溶于盐酸，Al(OH)3都能溶 K2Cr2O7溶液中滴加NaOH溶液，溶液由橙色变为黄色 结论 H2O具有还原性 待测液含有SO42- Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强 增大生成物的浓度， 平衡向逆反应方向移动 【真题导入】 钛钒铬锰是第四周期IVB-VIIB族的d区副族元素，都是过渡金属。 熔、沸点高、硬度大、强度高、密度大。 过渡元素的水合离子、含氧酸根离子和配离子大多是有颜色的 这些过渡金属相对都不活泼，与氧化性酸在加热时才有可能反应 单质都有较稳定的化学性质 有的常用做催化剂 原子或离子容易形成配合物 【知识体系】 Ti TiO2 FeTiO3 TiCl4 TiCl3 TiOSO4 H2TiO3 TiN 钛铁矿 钛酸亚铁 钛 钛白粉 金红石 四氯化钛 三氯化钛 硫酸氧钛 偏钛酸 氮化钛 TiO2+ 耐酸碱 耐高温 还原性 碳/氯气发生氯化反应 强烈水解反应 强还原性 络合性 水解性 热分解 不溶于水 高熔点高硬度耐酸碱耐磨损 【考点梳理】 考点1 钛及其化合物 钛有“生物金属”之称，在医疗领域的应用非常广泛，可制人造关节、头盖、主动心瓣等。又有“未来金属”、“三航金属”之称，金属钛被广泛应用于飞机、火箭、人造卫星和轮船等领域。 【考点梳理】 1、钛（Ti）单质 TiO2可用于提炼钛和制造钛白粉（白色颜料、涂料）。晶体状的俗名金红石。钛白(TiO2)是重要的化工原料，白色粉末，不溶于水。 金红石的晶胞，每1mol金红石晶胞中有2mol的TiO2 2、二氧化钛（TiO2） 【考点梳理】 能与浓碱溶液缓慢反应，TiO2 ＋ 2NaOH(浓)= Na2TiO3 ＋ H2O。 常用金红石制备钛：TiO2 ＋ 2Cl2 ＋ 2C = TiCl4 ＋2CO 、 2Mg ＋ TiCl4 = 2MgCl2 ＋ Ti。 TiCl4是一种极易水解的无色液体，无色或淡黄色,极易与空气中的水蒸气反应产生“白烟”（即HCl酸雾），常用作烟幕弹。 在制备TiCl4时要保持无水环境（收集装置前、后设置干燥剂）。在1000℃条件下，TiO2转化为TiCl4有两种方法，其反应的热化学方程式分别为： 【考点梳理】 3、四氯化钛（TiCl4） ①直接氯化 ②加碳氯化 Ti4++(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H+ 价态 氧化物 离子态 酸根 +2 +3 +4 +5 V2+ V3+ VO2+ VO2+ VO V2O3 VO2 V2O5 绿色 黑色 蓝黑色 黄棕色 紫色 緑色 蓝色 黄色 VO43- 钒酸根； VO3- 偏钒酸根 +4，+5价的V极易水解，水溶液中离子通常以氧合形式存在 【考点梳理】 考点2 钒及其化合物 【考点梳理】 Cr Cr2+ Cr3+ Cr2O3 Cr(OH)3 CrO2- CrO42- Cr2O72- 蓝色溶液 绿色溶液 绿色粉末 灰绿色沉淀 绿色溶液 黄色溶液 橙色溶液 银白色金属 强还原性 沉淀性、络合性、酸性 两性 两性 弱氧化性 强氧化性 水解显碱性 【考点梳理】 考点3 铬及其化合物 【考点梳理】 KMnO4/MnO4- K2MnO4/MnO42- MnO2 MnSO4 / Mn2+ Mn2O3 /MnOOH +7价 +6价 +4价 +3价 +2价 紫黑色固体，紫红色溶液，强氧化剂 墨绿色晶体，深绿色溶液，氧化性、歧化性 黑色不溶，强氧化剂，锌锰干电池正极活性物质 黑色不溶于水的固体，锌锰干电池正极产物 水溶液肉色，几乎无色，最稳定、常见，是还原剂 【考点梳理】 考点4 锰及其化合物 【考点梳理】 【考点梳理】 【考点梳理】 考点5 锌及其化合物 (1)锌的主要化学性质 ①与空气中的水、CO2、O2反应：CO2＋2O2＋3H2O＋4Zn = ZnCO3·3Zn(OH)2 ②与酸反应：Zn＋2HCl= ZnCl2＋H2↑， ③与碱反应：Zn＋2H2O＋2NaOH = Na2[Zn(OH)4]＋H2↑ ④与盐溶液的置换反应：Zn＋Cu2＋= Cu＋Zn2＋ 【考点梳理】 (2)氧化锌——两性氧化物 ZnO ＋ 2HCl = ZnCl2 ＋ H2O ZnO ＋ 2NaOH ＋ H2O = Na2[Zn(OH)4] 或 ZnO ＋2NaOH = Na2ZnO2 ＋ H2O (3)氢氧化锌——两性氢氧化物 ①与酸反应： Zn(OH)2＋2H＋ = Zn2＋＋ 2H2O ②与碱反应：Zn(OH)2＋2OH－= [Zn(OH)4]2－ B 【典例分析】 1.(2023·辽宁卷) (1)装置 A 中冷凝水的入口为         （填“a”或“b”） 2.(2023福建)某研究小组以TiCl4为原料制备新型耐热材料TiN。 步骤一：TiCl4水解制备TiO2 (实验装置如图A，夹持装置省略)：滴入TiCl4，边搅拌边加热，使混合液升温至80℃，保温3小时。离心分离白色沉淀TiO2·xH2O并洗涤，煅烧制得TiO2 。 b (2)三颈烧瓶中预置的稀盐酸可抑制胶体形成、促进白色沉淀生成。TiCl4水解生成的胶体主要成分为          (填化学式)。 (3)判断TiO2·xH2O沉淀是否洗涤干净，可使用的检验试剂有        。 AgNO3（或AgNO3+HNO3、硝酸银、酸化的硝酸银） Ti(OH)4 【典例分析】 3.(2022·北京)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。资料： i．Mn2+ 在一定条件下被 Cl2 或 ClO- 氧化成 MnO2(棕黑色)、MnO42-(绿色)、MnO4- (紫色)。ii．浓碱条件下，MnO4-可被 OH-还原为 MnO42- 。 iii．Cl2 的氧化性与溶液的酸碱性无关，NaClO 的氧化性随碱性增强而减弱。 实验装置如图(夹持装置略) 序 号 序 号 I II III 物质 a 物质 a 水 5% NaOH 溶液 40% NaOH 溶液 C 中实验现象 通入 Cl2 前 得到无色溶液 产生白色沉淀， 在空气中缓慢 变成棕黑色沉淀 产生白色沉淀， 在空气中缓慢 变成棕黑色沉淀 C 中实验现象 通入 Cl2 后 产生棕黑色沉淀， 且放置后不发生变化 棕黑色沉淀增多， 放置后溶液变为紫色， 仍有沉淀 棕黑色沉淀增多， 放置后溶液变为紫色， 仍有沉淀 【典例分析】 (1)B 中试剂是 。 (2)通入 Cl2 前，II、III 中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为 。 (3) 对比实验 I、II 通入 Cl2 后的实验现象，对于二价锰化合物还原性的认识是 。 (4)根据资料 ii，III 中应得到绿色溶液，实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因：原因一：可能是通入 Cl2 导致溶液的碱性减弱。原因二：可能是氧化剂过量，氧化剂将 MnO42- 氧化为 MnO4-。 ①化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因 ，但通过实验测定溶液的碱性变化很小。②取 III 中放置后的 1 mL 悬浊液，加入 4 mL 40%NaOH 溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为 ，溶液绿色缓慢加深，原因是 MnO2 被 (填“化学式”)氧化，可证明 III 的悬浊液中氧化剂过量；③取 II 中放置后的 1 mL 悬浊液，加入 4 mL 水，溶液紫色缓慢加深，发生的反应是 。④从反应速率的角度，分析实验 III 未得到绿色溶液的可能原因 。 饱和食盐水 2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O Mn2+的还原性随溶液碱性增强而增强 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O NaClO 4 MnO4- +4OH-=4MnO42-+O2↑+2H2O 3ClO-+2MnO2+2OH-=2MnO4– +3Cl-+H2O III 中ClO-氧化MnO2的速率 大于OH-还原MnO4-的速率 【典例分析】