作业验收评价(27) 高考常考查的过渡金属(Word练习)-【新高考方案】2027年高考化学一轮总复习（江苏专版）

**基本信息** 聚焦高考过渡金属核心考点，以工艺流程为载体系统整合物质性质、反应原理与定量计算，强化科学思维与探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |选择题|4题（Cr、Co/Ni、Au/Pt、Sr）|工艺流程分析、沉淀平衡计算、氧化还原判断|过渡金属性质→工艺转化→原理应用（Ksp、电子排布）| |非选择题|2题（W、Mn/Fe/Co）|综合流程推断、反应方程式书写|物质制备→条件控制→定量分析（平衡常数、产率计算）|

作业验收评价(二十七)　高考常考查的过渡金属 一、选择题 1.(2026·宁德一模)一种用铬铁矿(主要成分是FeO·Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等)为原料生产重铬酸钾(K2Cr2O7)的主要工艺流程如图。 工艺流程中的部分反应如下: ①焙烧:Cr2O3+2Na2CO3+KClO32Na2CrO4+KCl+2CO2↑ ②酸化:2Cr+2H+⇌Cr2+H2O　K=1014(298 K) 下列有关叙述正确的是 (　　) A.滤渣1的主要成分为SiO2 B.中和的目的是除铁和铝 C.酸化过程中pH=4.5时,若平衡时c(Cr)=10-5 mol·L-1,Cr的转化率为50% D.“转化”温度下溶解度:Na2Cr2O7>K2Cr2O7 2.废锂离子电池正极材料中含有LiCoO2、LiNiO2以及Fe、Al、C单质,具有较高回收价值,对其进行无害化处理并回收具有重要意义。一种从废锂离子电池正极材料中回收钴、镍、锂的工艺流程如图: 已知:①“酸浸”后的滤液中含有Li+、Fe3+、Al3+、Co2+、Ni2+,且各离子浓度均小于0.1 mol·L-1。 ②溶液中金属离子完全沉淀时的pH如表所示: 金属离子 Fe3+ Al3+ Co2+ Ni2+ 完全沉淀时 (c=1×10-5 mol·L-1)的pH 3.7 5.0 9.2 9.5 下列说法错误的是 (　　) A.“酸浸”时,H2O2在反应中仅作氧化剂 B.“调pH”过程中调节溶液的pH=5.0时,滤渣的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3 C.基态Li、Fe、Al、Co、Ni五种原子中,未成对电子数最多的是Fe D.LiPF6中所含化学键类型为离子键、极性共价键 3.某化学兴趣小组通过查阅文献,设计了从阳极泥(成分为Cu2S、Ag2Se、Au、Pt)中回收贵重金属的工艺,其流程如图所示。已知:“酸溶”时Pt、Au分别转化为[PtCl6]2-和[AuCl4]-,下列说法错误的是 (　　) A.第一电离能:Cl>P>S B.“焙烧”时,Cu2S转化为CuO的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 C.“酸溶”时,金溶解的离子方程式为2Au+3Cl2+2Cl-==2[AuCl4]- D.有机层中回收的金属元素是Pt,实验室中萃取分液用到的玻璃仪器是分液漏斗和烧杯 4.(2026·江苏苏州期初阳光调研)某含锶(Sr,ⅡA族元素)废渣主要含有SrSO4、CaCO3、SrCO3和MgCO3等,一种提取该废渣中锶的流程如下图所示。已知25 ℃时,Ksp(SrSO4)=10-6.46,Ksp(BaSO4)=10-9.97。 下列说法不正确的是 (　　) A.“酸浸”时,MgCO3发生反应的离子方程式为MgCO3+2H+==Mg2++H2O+CO2↑ B.“浸出液”中的阳离子主要有Sr2+、Ca2+、Mg2+、H+ C.“盐浸”中SrSO4转化反应的离子方程式为SrSO4(s)+Ba2+⇌BaSO4(s)+Sr2+ D.由SrCl2·6H2O制备无水SrCl2,需要在HCl气流中加热 二、非选择题 5.(14分)(2026·南通如东第一次学情检测)钨(W)是国家重大战略资源的一种稀有金属。一种以黑钨精矿(主要成分是FexMn1-xWO4,含少量CaWO4)为原料制备WCl6的流程如下: 已知:Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10-29,Ksp(CaWO4)=8×10-9。 (1)钨元素位于周期表第六周期ⅥB族,基态钨原子核外有4个未成对电子,则其价层电子排布式为　　　　　　　。  (2)“碱浸”之前先把黑钨精矿进行“粉碎”,“粉碎”的目的是 　。 (3)“碱浸”可制得Na2WO4,Na2WO4是制备WO3·nH2O的前驱体。已知浸渣中含有Fe(OH)2和Mn(OH)2,FexMn1-xWO4反应的化学方程式为 　;  加入Na3PO4可提高钨元素的浸出率,其原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(结合沉淀溶解平衡,用平衡常数进行说明)。  (4)工业上也可用废弃纯钨棒(W)在空气存在的条件下,溶于熔融的氢氧化钠中制得Na2WO4。该反应的化学方程式为 　。  (5)若在实验室中对WO3·nH2O进行“煅烧”,所用到的仪器除了有酒精灯、三脚架、泥三角外,还有　　　　　　　。  (6)调节“碱浸”后的滤液pH,pH过低W会形成多钨酸根离子,其中最主要的是HW6和W12,写出生成W12的离子方程式: 。  6. (14分)(2026·江苏苏州高三期初阳光调研)采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(主要含Fe2O3、MnO2及Co、Ca、Si等元素的氧化物)中分离提取Fe、Mn、Co等元素的工艺流程如下: 已知:①该工艺条件下,(NH4)2SO4低温分解生成NH4HSO4,高温则完全分解为气体; ②Fe2(SO4)3在650 ℃完全分解,本题中其他金属硫酸盐分解温度均高于700 ℃; ③Ksp[CaSO4]=2.4×10-5,溶液中离子浓度低于1×10-5 mol·L-1时可认为沉淀完全。 (1)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。MnO2与NH4HSO4反应转化为MnSO4时有N2生成,该反应的化学方程式为 　。  (2)“低温焙烧”时产生的气体用稀硫酸吸收,从物质转化和资源综合利用的角度解释原因: 　。  (3)“沉钴”得到CoS。向“沉钴”后所得滤液中加入NH4HCO3,写出获得MnCO3沉淀的离子方程式 　。  (4)“溶解”时加入H2O2可提高Co2+的浸出率,原因是 　。  (5)以“水浸”所得滤渣(成分为SiO2、Fe2O3、CaSO4)为原料制取绿矾(FeSO4·7H2O)。请补充实验方案:取一定量滤渣于反应器中, 　,  过滤,冰水洗涤,低温干燥得绿矾(可选用的试剂:铁粉、铜粉、0.1 mol·L-1 H2SO4、3.0 mol·L-1 H2SO4)。 答案 评价(二十七)　高考常考查的过渡金属 1.选D　由流程图和已知信息①可知,铬铁矿粉(主要成分是FeO·Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等)与Na2CO3、KClO3、NaOH进行焙烧,加入H2O进行浸取,SiO2转化为Na2SiO3,Al2O3转化为Na[Al(OH)4],FeO·Cr2O3转化为Fe2O3和Na2CrO4,得到的滤渣1为Fe2O3;在滤液中加入H2SO4调节pH=7~8,Na2SiO3转化为H2SiO3,Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3沉淀;再加入H2SO4进行酸化,由已知信息②可知,Cr转化为Cr2,加入KCl进行转化,最后经一系列操作得到K2Cr2O7晶体。由分析可知,滤渣1为Fe2O3,A错误;由分析可知,中和的目的是除去硅和铝的化合物,B错误;由信息②可得酸化反应的K=,当pH=4.5时,c(H+)=10-4.5 mol·L-1,若c(Cr)=10-5 mol·L-1,代入K=1014,可求出c(Cr2)=10-5 mol·L-1,根据Cr元素守恒,转化率=≈66.7%,不是50%,C错误;加入KCl,Na2Cr2O7会转化为K2Cr2O7,根据复分解反应原理,溶解度小的物质会析出,所以溶解度:Na2Cr2O7>K2Cr2O7,D正确。 2.选A　电池正极材料中的LiCoO2、LiNiO2以及Fe、Al在酸浸过程中,转化为相应的金属离子,浸渣为C单质。加入NaOH溶液后,根据已知②,通过调节pH使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,则滤渣为Fe(OH)3、Al(OH)3。滤液中含有Li+、Co2+、Ni2+,通过一系列操作,得到LiPF6。在LiCoO2中Co的化合价为+3价,而酸浸后的溶液中含有Co2+,Co的化合价从+3价降低到+2价,则H2O2中O的化合价升高,在此过程中H2O2体现出还原性,A错误;根据已知②,pH=5时,Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,因此滤渣的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3,B正确;基态Li、Fe、Al、Co、Ni五种原子的价层电子轨道表示式为、、、、,可知基态Li、Fe、Al、Co、Ni五种原子中未成对电子数分别为1、4、1、3、2,则未成对电子数最多的原子是Fe,C正确;LiPF6由Li+和P构成,阴阳离子间存在离子键,在P中P和F之间为极性共价键,D正确。 3.选B　由题给流程可知,阳极泥焙烧时,硫化亚铜与氧气高温条件下反应生成氧化铜、二氧化硫,硒化银与氧气高温条件下反应生成氧化银、二氧化硒;烧渣酸浸氧化时,氧化铜、氧化银与稀硝酸溶液反应转化为硝酸铜、硝酸银,二氧化硒与氧气、硝酸溶液反应转化为硒酸,金、铂不与氧气、硝酸溶液反应,过滤得到含有硝酸铜、硒酸和硝酸银的滤液和含有金、铂的滤渣;滤渣酸溶时,金、铂与氯气、盐酸反应转化为四氯合金离子、六氯合铂离子;萃取分液时,加入磷酸三丁酯萃取、分液得到含有六氯合铂离子的有机相和含有四氯合金离子的水层;水层中加入氢氧化钾和亚硫酸铵混合溶液,将四氯合金离子转化为二亚硫酸根合金化铵。同一周期,从左到右第一电离能呈增大趋势,但ⅡA、ⅤA族最外层电子处于全充满和半充满状态,第一电离能比相邻元素的大,因此第一电离能:Cl>P>S,故A正确;由分析可知,阳极泥焙烧时,硫化亚铜与氧气高温条件下反应生成氧化铜、二氧化硫,反应的化学方程式为Cu2S+2O22CuO+SO2,反应中氧化剂氧气与还原剂硫化亚铜物质的量之比为2∶1,故B错误;由分析可知,滤渣酸溶时,金与氯气、盐酸反应转化为四氯合金离子,反应的离子方程式为2Au+3Cl2+2Cl-==2[AuCl4]-,故C正确;由分析可知,萃取分液时,加入磷酸三丁酯萃取、分液得到含有六氯合铂离子的有机相和含有四氯合金离子的水层,萃取分液时需要使用的仪器是分液漏斗和烧杯,故D正确。 4.选D　“酸浸”时,MgCO3与稀盐酸中的H+反应,生成Mg2+、CO2和H2O,离子方程式为MgCO3+2H+==Mg2++H2O+CO2↑,A正确;“酸浸”时,废渣中的CaCO3、SrCO3、MgCO3与稀盐酸反应生成Ca2+、Sr2+、Mg2+,SrSO4难溶于稀盐酸留在浸出渣1中,浸出液中还含过量的H+,故阳离子主要有Sr2+、Ca2+、Mg2+、H+,B正确;浸出渣1含SrSO4,“盐浸”中加入BaCl2后,因Ksp(BaSO4)<Ksp(SrSO4),发生沉淀转化:SrSO4(s)+Ba2+⇌BaSO4(s)+Sr2+,C正确;Sr为ⅡA族元素,金属性强,所以Sr(OH)2为强碱,SrCl2是强酸强碱盐,其结晶水合物SrCl2·6H2O加热脱水时不会水解,无需在HCl气流中加热,D错误。 5.解析:黑钨精矿粉碎后碱浸生成氢氧化锰、铁的氢氧化物沉淀和主要含钨酸钠的滤液,调节碱浸所得滤液的pH可得到多种钨酸盐,还可以通过酸解得到WO3·nH2O,经煅烧、氯化得到WCl6。(1)钨元素位于周期表第六周期ⅥB族,基态钨原子核外有4个未成对电子,d能级填充4个电子,则其价层电子排布式为5d46s2。(2)“粉碎”可以增大固体接触面积,加快碱浸速率。(3)“碱浸”时发生非氧化还原反应,生成Fe(OH)2、Mn(OH)2和Na2WO4,化学方程式:FexMn1-xWO4+2NaOH==xFe(OH)2+(1-x)Mn(OH)2+Na2WO4;“碱浸”时加入Na3PO4可提高钨的浸取率,其原因是转化的反应3CaWO4(s)+2P(aq)⇌Ca3(PO4)2(s)+3W(aq)　K===2.56×104,说明反应正向进行程度大,钨元素浸出率高。(4)工业上废弃纯钨棒(W)在空气存在的条件下,溶于熔融的氢氧化钠中发生反应2W+4NaOH+3O22Na2WO4+2H2O。(5)实验室中煅烧所用到的仪器有酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚。(6)pH过低,氢离子浓度大,氢离子和W会形成多钨酸根离子,其中最主要的是HW6和W12,生成W12的离子方程式为12W+14H+==W12+7H2O。 答案:(1)5d46s2 (2)增大固体接触面积,加快碱浸速率 (3)FexMn1-xWO4+2NaOH==xFe(OH)2+(1-x)Mn(OH)2+Na2WO4　3CaWO4(s)+2P(aq)⇌Ca3(PO4)2(s)+3W(aq) K=2.56×104,该反应正向进行程度大,钨元素浸出率高 (4)2W+4NaOH+3O22Na2WO4+2H2O (5)坩埚　(6)12W+14H+==W12+7H2O 6.解析:铁锰氧化矿(主要含Fe2O3、MnO2及Co、Ca、Si等元素的氧化物)加硫酸铵“低温焙烧”,得到硫酸锰、硫酸铁、硫酸钙、硫酸钴,同时产生的气体有氨气、氮气等,氨气用稀硫酸吸收,得到硫酸铵溶液;得到的硫酸盐经650 ℃“高温焙烧”,硫酸铁发生了分解,产生三氧化硫气体和氧化铁,“水浸”后,过滤分离出滤渣,滤渣主要为二氧化硅、氧化铁、硫酸钙,滤液加入硫化铵,生成硫化钴沉淀,过滤,滤液中加入NH4HCO3获得MnCO3沉淀,硫化钴用稀硫酸、双氧水溶解得到硫酸钴溶液、S沉淀。(1)“低温焙烧”时MnO2与NH4HSO4反应,转化为MnSO4时有N2生成,“低温焙烧”时产生的气体用稀硫酸吸收,表明反应还有NH3生成,锰元素化合价由+4价降低为+2价、氮元素化合价由-3价部分升高为0价,根据得失电子守恒、原子守恒,可得反应的化学方程式为3MnO2+3NH4HSO43MnSO4+N2↑+NH3↑+6H2O。(2)“低温焙烧”时产生的氨气用稀硫酸吸收生成硫酸铵,可重复利用。(3)“沉钴”得到CoS,同时生成硫酸锰,向“沉钴”后所得滤液中加入NH4HCO3,硫酸锰和NH4HCO3反应生成MnCO3沉淀、硫酸铵、二氧化碳,发生反应的离子方程式为Mn2++2HC==MnCO3↓+CO2↑+H2O。(4)“溶解”时加入H2O2,H2O2把S2-氧化为单质硫,降低S2-浓度,促进Co2+浸出。(5)Fe2(SO4)3在650 ℃完全分解,本题中其他金属硫酸盐分解温度均高于700 ℃,则“水浸”所得滤渣成分为SiO2、Fe2O3、CaSO4,加3.0 mol·L-1 H2SO4溶解Fe2O3生成硫酸铁,过滤除去SiO2、CaSO4,往滤液中加过量铁粉把硫酸铁还原为硫酸亚铁,充分反应后,再加硫酸将过量铁粉溶解。 答案:(1)3MnO2+3NH4HSO43MnSO4+N2↑+NH3↑+6H2O (2)用稀硫酸吸收“低温焙烧”时生成的NH3,形成(NH4)2SO4溶液,处理后所得(NH4)2SO4导入“低温焙烧”循环使用 (3)Mn2++2HC==MnCO3↓+CO2↑+H2O (4)H2O2将-2价硫(S2-或HS-)氧化为单质硫,促进Co2+浸出 (5)加热时,边搅拌边加入3.0 mol·L-1 H2SO4至固体不再溶解,过滤,向滤液中分批加入稍过量铁粉,充分反应后,加入3.0 mol·L-1 H2SO4至固体完全溶解,将所得溶液蒸发浓缩、降温结晶 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $