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（山东、海南专版）

**基本信息** 聚焦高考过渡金属高频考点，以工艺流程为主线整合元素化合物性质与反应原理，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| |----|-----------|----------|----------| |工艺流程分析|4选择+2综合|真实工业情境，含焙烧、酸浸等操作|从原料处理到产物分离，体现物质转化逻辑| |离子反应与平衡|3选择+2计算|结合Ksp、pH考查沉淀转化|通过平衡常数推导离子浓度关系，强化定量思维| |结构与性质|2选择+1填空|价层电子排布、未成对电子判断|从原子结构到物质性质，构建结构决定性质逻辑|

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.[双选](2026·济宁市一模)实验室用铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3,含SiO2、Al2O3杂质)制取重铬酸钾,流程如图: 下列说法正确的是 (　　) A.“灼烧”操作可在耐高温陶瓷坩埚中进行 B.滤渣2的主要成分为H2SiO3、Al(OH)3 C.X可选用稀H2SO4 D.为增强“酸化”过程效果,可将pH调至1 二、非选择题 5.(14分)利用硫酸法生产钛白粉所产生的含锰废水(主要成分为Mn2+、Fe2+、Al3+,还含有Ca2+、Mg2+、Cu2+、Ni2+等离子杂质)制备碳酸锰的工艺流程如下。 已知:25 ℃时,Ksp(CaF2)=1.5×10-10,Ksp(MgF2)=7.5×10-11。 回答下列问题: (1)“除铁铝”过程按一定比例加入30%的H2O2和NaOH调节pH为5~6,并在90 ℃以下反应1小时,加入H2O2的目的是　　　　　　　　　　,滤渣1的主要成分是　　　　　　　　 　　　。  (2)“沉锰过程”中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。滤饼水洗后又进行醇洗的目的是 　。  (3)“除钙镁”时,当Ca2+、Mg2+沉淀完全时,=　　　　。  (4)下图为反应温度和溶液pH与锰沉淀率和产物中锰含量的关系图像,反应适宜的温度和pH应为 　　　　　　　　,40~60 ℃时,随着温度升高,锰沉淀率下降的主要原因是　　　　　　　　　　　　,pH从7.0到8.0时,随着pH的增大,产物中碳酸锰含量下降的原因是　　　　　　　　　　　　　 　　。  6. (14分)化工生产中一种废弃催化剂的主要成分为镍钴合金和氧化铝,还含有少量的氧化铁,以此为原料回收其中的钴和镍,其流程如图所示: 已知:①常温下,相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH如下: 金属离子 Co3+ Co2+ Fe3+ Ni2+ Al3+ 开始沉淀的pH 0.3 7.2 1.5 6.9 3.4 沉淀完全的pH 1.1 9.2 3.2 8.9 4.7 ②钴常见化合价有+2、+3价。③溶液中离子浓度c≤10-5 mol·L-1时,可认为沉淀完全。 回答下列问题: (1)基态Ni原子的价层电子排布式为 　。 (2)“钴镍分离”步骤前,溶液中钴元素的存在形式为　　　　　(填离子符号)。  (3)“转化”步骤中,有黄绿色气体生成,该过程的离子方程式为 　。  (4)从CoCl2溶液中获得CoCl2·6H2O晶体的操作步骤为　　　　　　　　　　、过滤、洗涤、干燥。  (5)经测定“钴镍分离”后的滤液中c(Ni2+)=0.1 mol·L-1,控制溶液的pH,向滤液中加入Na2CO3固体,可使Ni2+完全沉淀转化为NiCO3[忽略溶液体积变化及Na2CO3的水解,常温下Ksp(NiCO3)=9×10-6],取1 L滤液,若要使Ni2+完全沉淀,加入Na2CO3的物质的量为　　　　　mol。  (6)提纯的镍可用于制取镍酞菁分子,相关分子结构如图所示,其中镍的化合价为　　　　　价。  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BC　铬铁矿主要成分为FeO·Cr2O3(含SiO2、Al2O3杂质)与Na2CO3和O2反应,将Cr(Ⅲ)氧化为Cr(Ⅵ)(生成Na2CrO4),其他物质转化为氧化物或可溶液性钠盐;加水溶解后,Fe2O3不溶,成为滤渣1,滤液中含Na[Al(OH)4]、Na2SiO3、Na2CrO4;加酸使Na[Al(OH)4]生成Al(OH)3,Na2SiO3生成H2SiO3,为滤渣2;酸化将Cr转化为Cr2,最后加KCl并降温,析出重铬酸钾晶体,据此分析解题。陶瓷含SiO2,高温下会与Na2CO3反应,该“灼烧”操作不能在高温陶瓷坩埚中进行,故A错误;据分析可知,滤渣2为H2SiO3、Al(OH)3,故B正确;选X调节滤液的pH为7~8,将Na[Al(OH)4]、Na2SiO3转化为沉淀而除去,故X可选用稀H2SO4,故C正确;“酸化”过程中若将pH调至1,加入KCl“降温结晶”时,酸性条件下Cr2会氧化Cl-,使产品产率降低,同时产生污染物,故不能将pH调至1,故D错误。 5.解析:(3)当Ca2+、Mg2+完全转化为CaF2、MgF2沉淀时,溶液中===2。(4)由图像可知30 ℃时锰的沉淀率最高,产物中锰的含量最高。pH<7.0时,随着pH的增大,锰的沉淀率增大,产物中锰的含量升高;pH>7.0时,随着pH的增大,锰的沉淀率增大不明显,但产物中锰的含量明显降低。因此反应适宜的温度和pH应为30 ℃、7.0。随着温度的升高,HC的电离和水解程度增大,C浓度增大有利于碳酸锰的沉淀,因此随着温度的升高,沉淀率增大,但若温度过高,碳酸氢铵在较高温度下易分解为氨气、水和二氧化碳,随着温度升高,二氧化碳溶解度降低,导致溶液中C浓度降低,不足以沉淀大部分的Mn2+,因此沉淀率会下降。随着pH增大,溶液中C浓度增大,所以沉淀率增大,但若pH过大,溶液中OH-浓度较大,导致Mn2+生成Mn(OH)2,影响了碳酸锰沉淀的纯度。 答案:(1)将含锰废水中的Fe2+氧化为Fe3+　Fe(OH)3、Al(OH)3　(2)Mn2++2HC==MnCO3↓+H2O+CO2↑　除去水分,便于碳酸锰干燥　(3)2　(4)30 ℃、7.0　碳酸氢铵在较高温度下易分解为氨气、水和二氧化碳,随着温度升高,二氧化碳溶解度降低,导致溶液中C浓度降低,不足以沉淀大部分的Mn2+　溶液中OH-浓度增大,导致部分Mn2+生成Mn(OH)2 6.解析:由题给流程可知,向废弃催化剂中加入硫酸酸浸,将金属元素转化为可溶硫酸盐,结合题给数据可知,向反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH在4.7~6.9范围内,将溶液中铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣和滤液;向滤液中加入次氯酸钠溶液,将溶液中的亚钴离子转化为氢氧化钴沉淀,过滤得到氢氧化钴和滤液;向滤液中加入碳酸钠溶液,将溶液中镍离子转化为碳酸镍,过滤得到滤液和碳酸镍;碳酸镍与氢气发生还原反应得到高活性镍;向氢氧化钴中加入浓盐酸,将氢氧化钴转化为氯化亚钴,氯化亚钴溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到六水氯化亚钴。(1)Ni元素的原子序数为28,基态Ni原子的价层电子排布式为3d84s2。(2)“钴镍分离”步骤前,钴元素在溶液中以亚钴离子形式存在。(3)“转化”步骤中有黄绿色气体产生是因为氢氧化钴与浓盐酸反应生成氯化亚钴、黄绿色气体氯气和水,化学方程式为2Co(OH)3+6HCl==2CoCl2+Cl2↑+6H2O,离子方程式为2Co(OH)3+6H++2Cl-==2Co2++Cl2↑+6H2O。(4)从CoCl2溶液中获得CoCl2·6H2O晶体的操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(5)“沉镍”的滤液中c(Ni2+)=0.1 mol·L-1,取1 L滤液加入Na2CO3,根据反应的离子方程式:Ni2++C==NiCO3↓,0.1 mol Na2CO3与Ni2+完全反应转化为NiCO3,此时反应后溶液的c(Ni2+)===3×10-3 mol·L-1>1×10-5 mol·L-1,此时溶液中镍离子未完全沉淀,则使溶液中镍离子完全沉淀时,还需要碳酸根的物质的量浓度为 mol·L-1=0.9 mol·L-1,需要碳酸钠的物质的量为0.9 mol,即若要使Ni2+完全沉淀,加入Na2CO3的物质的量为0.1 mol+0.9 mol=1 mol。(6)酞菁失去两个氢,添加一个Ni得到镍酞菁,则镍的化合价为+2价。 答案:(1)3d84s2　(2)Co2+ (3)2Co(OH)3+6H++2Cl-==2Co2++Cl2↑+6H2O　 (4)蒸发浓缩、冷却结晶　(5)1　 (6)+2 2 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $