2021年高考考前纠错之金属元素及其化合物:五、钒和铬及其化合物
2021届高考化学一轮热点强化:元素及其化合物【答案+详解】
元素及其化合物1.下列反应中的氨与反应4NH3+5O2→4NO+6H2O中的氨作用相同的是()A. 2Na+2NH3→2NaNH2+H2↑B. 2NH3+3CuO→3Cu+N2+3H2O C. 4NH3+6NO→5N2+6H2O D. 3SiH4+4NH3→Si3N4+12H2答案 BC解答:解:A.2Na+2NH3→2NaNH2+H2↑反应中,NH3中N元素的化合价不变,故A错误;B.2NH3+3CuO→3Cu+N2+3H2O反应中,氨气中N元素的化合价升高,则氨气作还原剂,故B正确;C.4NH3+6NO→5N2+6H2O反应中,氨气中N元素的化合价升高,则氨气作还原剂,故C正确;D.3SiH4+4NH3→Si3N4+12H2反应中,氨气中H元素的化合价降低,则氨气作氧化剂,故D错误.2.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是A.Na2O2吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具供氧剂B.ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒C.SiO2硬度大,可用于制造光导纤维D.NH3易溶于水,可用作制冷剂【答案】A【解析】A.过氧化钠可以和二氧化碳反应生成氧气,A正确;B.因二氧化氯具有氧化性才用于自来水的杀菌消毒,B错误;C.二氧化硅透光性好,用于制造光导纤维,C错误;D.液氨气化时吸收大量热,所以氨可用作制冷剂,D错误。
3.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是A.Fe FeCl 2Fe(OH)2B.S SO 3H2SO4C.CaCO 3CaO CaSiO3D.NH 3NO HNO3【答案】C4.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是:A.Na2O2吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具供氧剂B.C1O2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒C.SiO2硬度大,可用于制造光导纤维D.氢氟酸具有酸性,可用来蚀刻玻璃【答案】A【解析】A.Na2O2为固体,吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具供氧剂,故A正确;B.ClO2具有氧化性,可用于自来水的杀菌消毒,与其还原性无关,故B错误;C.SiO2对光具有良好的导光性,可用于制造光导纤维,与其硬度无关,故C错误;D.氢氟酸能够与玻璃中的二氧化硅反应,可以腐蚀玻璃,与其弱酸性无关,故D错误。
考点06 金属及其化合物(解析版)-2021届高三
考点06 金属及其化合物1.(2020·尚志市尚志中学高三月考)下列关于金属及其化合物,说法错误的是A.黑色金属材料包括铁、铬、锰及其化合物B.明矾为金属铝的化合物,可用作净水剂C.俗语“真金不怕火炼”说明某些金属在高温的条件下也不与氧气发生反应D.金属钠具有强还原性,可与TiCl4反应制取金属Ti【答案】A【解析】A.根据金属的颜色和性质等特征,将金属分为黑色金属和有色金属,黑色金属主要指铁、锰、铬及其合金,不是化合物,故A错误;B.明矾中铝离子水解Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+,生成胶体,具有吸附性,则用作净水剂,故B正确;C.俗语“真金不怕火炼”说明金是活动性最弱的金属,即使在高温下也不与氧气反应,说明化学性质稳定,故C正确;D.金属钠是活泼金属,具有强还原性,在一定条件下可以冶炼某些金属,故D正确;答案选A。
2.(2020·尚志市尚志中学高三月考)以色列理工学院的丹尼尔·谢德曼因“发现准晶体”而一人独享了2011年度诺贝尔化学奖。
某组成为Al65Cu23Fe12的准晶体W具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性,正被开发为炒菜锅的镀层。
下列有关说法中正确的是( )A.W的熔点比铝、铁、铜的都高B.将一定量W投入少量的盐酸中,充分反应后溶液中一定有Fe2+C.等质量W分别与足量NaOH溶液、盐酸反应,生成氢气的质量之比为65:73D.W在氯气中完全燃烧时可形成AlCl3、FeCl3两种离子化合物【答案】C【解析】A. W属于合金,合金与组成它的各成分金属相比,其熔点较低,A错误;B. 此合金中含有的金属中,铝的还原性最强,当酸量少时,溶液中一定存在Al3+,可能存在Fe2+,B错误;C.W与足量的NaOH溶液、盐酸反应,生成氢气的体积之比为36565237365122⨯=⨯+,C正确;D.合金与氯气反应产生的AlCl3为共价化合物,不是离子化合物,D错误;故合理选项是C。
2021届高考化学一轮复习微专题11 变价金属的代表——V、Cr、Mn
微专题11变价金属的代表——V、Cr、Mn1.钒及其化合物(1)钒单质具有耐酸性,在空气中不被氧化,可溶于氢氟酸、硝酸和王水。
(2)钒的氧化物钒的常见化合价为+2、+3、+4、+5,对应氧化物分别为VO、V2O3、VO2、V2O4、V2O5。
钒的氧化物的化学性质①五价钒盐在碱性较强的溶液中以VO3-4形式存在,在酸性溶液中发生一系列反应生成偏矾酸盐(VO-3)、焦矾酸盐(V2O4-7)、多钒酸盐等。
②四价矾盐在酸性溶液中主要以VO2+形式存在,如VOSO4③不同价态的钒离子在溶液中的颜色(VO2)+颜色为浅黄色或深绿色,(VO)2+颜色为蓝色,V3+为绿色,V2+为紫色。
2.铬及其化合物(1)铬单质:最硬的金属,化学性质稳定,常温下在空气中、水中不生锈。
(2)铬的氧化物与氢氧化物Cr2O3和Cr(OH)3具有两性,其转化关系如下:相关反应的离子方程式:①Cr3++3OH-===Cr(OH)3↓②Cr(OH)3+OH-===[Cr(OH)4]-③[Cr(OH)4]-+H+===Cr(OH)3↓+H2O④Cr(OH)3+3H+===Cr3++3H2O(3)铬盐铬元素的常见价态有+2、+3、+6。
①Cr(Ⅱ):在酸性溶液中,Cr2+具有很强的还原性。
②Cr(Ⅲ):Cr3+在酸性条件下是稳定的,但在碱性条件下能氧化成CrO2-4,2Cr3++3H2O2+10OH-===2CrO2-4+8H2O。
在碱性溶液中,亚铬酸盐(CrO-2)可以被H2O2或Na2O2氧化成铬酸盐2CrO-2+3H2O2+2OH-===2CrO2-4+4H2O2CrO-2+3Na2O2+2H2O===2CrO2-4+6Na++4OH-③Cr(Ⅵ):在水溶液中Cr2O2-7和CrO2-4存在下列平衡:在酸性溶液中,Cr2O2-7具有强氧化性,但在碱性溶液中Cr2O2-7的氧化性要弱的多如Cr 2O 2-7+6Cl -+14H +===3Cr 2++3Cl 2↑+7H 2OCr 2O 2-7+6Fe 2++14H +===2Cr 3++6Fe 3++7H 2O3.锰及其化合物锰元素常见价态:+2、+4、+6、+7。
【精准解析】2021新高考化学鲁科版:第3章+专项提能特训4+热点金属及其化合物的制备大题
专项提能特训4热点金属及其化合物的制备大题1.随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“合金维生素”。
已知钒的原子序数为23,回答下列问题:(1)钒被认为是一种稀土元素,广泛分散于各种矿物中,钾钒铀矿中的钒原子最外层已达到8电子稳定结构,其化学式为K 2H 6U 2V 2O 15(其中钒元素的化合价为+5价),若用氧化物的形式表示,该化合物的化学式为:___________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)五氧化二钒是工业制造中的常用催化剂,如工业制硫酸中就利用五氧化二钒作催化剂。
从含钒废催化剂中回收钒,传统的技术是“氧化焙烧法”,其具体流程为:配料→研磨→焙烧→水浸→沉钒→煅烧→V 2O 5其中焙烧是将食盐和钒铅矿在空气中焙烧,这时矿石中所含的V 2O 5就转化为NaVO 3,然后用水从烧结块中浸出NaVO 3,再用稀硫酸酸化就得到V 2O 5的水合物,经过煅烧就可得到V 2O 5。
①配料在焙烧前磨碎的目的是___________________________________________________。
②写出焙烧过程中V 2O 5发生反应的化学方程式:________________________________________________________________________________________________________。
(3)测定钒含量的方法是先把钒转化成V 2O 5,V 2O 5在酸性溶液里转变成VO +2,再用盐酸、硫酸亚铁、草酸等测定钒。
反应的化学方程式为:VO +2+H 2C 2O 4===VO ++2CO 2↑+H 2O 。
【高三】2021届高考化学热点内容考前点拨 元素及其化合物
【高三】2021届高考化学热点内容考前点拨元素及其化合物【高三】2021届高考化学热点内容考前点拨元素及其化合物元素及其化合物1、钠及其化合物:(1)钠的物理性质:银白色固体,导热性和导电性,柔软,低密度和低熔点。
(2)钠与水反应:2na+2h2o=2naoh+h2↑(3)钠在煤油和空气中的变化过程:最终变成Na2CO3☆☆☆☆☆☆☆na→na2o→naoh→na2co3?12h2o→na2co3(4)碳酸钠和碳酸氢钠的性能比较:☆☆☆☆☆名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3-NaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打溶解度低于碳酸钠热稳定性ddd2nahco3na2co3+h2o+co2↑与盐酸Na2CO3+2HCl=2nacl+H2O+CO2的反应↑ 比Na2CO3-NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2更强烈↑与naoh反应dddnahco3+naoh=na2co3+h2o相互转化①除杂:na2co3固体(混有少量nahco3)-----充分加热Na2CO3溶液(与少量NaHCO3混合)——加入适量NaOH溶液②鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种物质的方法:固体:用气体加热时出现碳酸氢钠;溶液:加入氯化钙溶液,沉淀碳酸钠2、铝及其化合物:(1)铝的存在:铝是地壳中最多的金属元素,主要以化学状态存在。
铝土矿的主要成分是al2o3。
(2)铝单质① 铝在室温下用浓硫酸和浓硝酸钝化。
钝化强调三个“二”,即:两种金属(铝和铁)、两种酸(浓硫酸和浓硝酸)和两个词(“冷是常温”和“浓”)。
②铝与强酸、强碱反应:2al+3h2so4=al2(so4)3+3h2↑2al+2naoh+2h2o=2naalo2+3h2↑③铝热反应要重点掌握:2al+fe2o32fe+al2o3☆☆☆☆☆铝热反应可用于焊接钢轨和制造难熔金属(利用铝的还原性)。
(3)典型的两性氧化物:al2o3① 与硫酸的反应:Al 2O 3+3H 2SO 4=Al 2(so 4)3+3H 2O②与氢氧化钠反应:al2o3+2naoh=2naalo2+h2o离子方程式:Al2O3+2ohd=2alo2d+H2O(4)典型的两性氢氧化物:al(oh)3① 与酸的反应:Al(OH)3+3hcl=3alcl3+3H2O②与氢氧化钠反应:al(oh)3+naoh=naalo2+2h2o离子反应:Al(OH)3+OHD=alo2d+2H2O③al(oh)3实验室制取方法:常用铝盐与足量氨水反应化学方程式:AlCl 3+3nh 3?h2o=al(oh)3↓+3nh4cl离子方程:al3++3nh3?h2o=al(oh)3↓+3nh4+(5)明矾(十二水合硫酸铝钾[Kal(SO4)2?12H2O])通常用作净水剂,因为铝离子与水反应生成氢氧化铝,氢氧化铝具有吸附作用,吸收水中的悬浮固体,并下沉以净化水。
元素化合物综合题之钒和铬及其化合物
元素化合物综合题之钒和铬及其化合物一.钒及其化合物1、钒副族元素钒副族包括钒、铌、钽三种元素,按V、Nb、Ta顺序稳定性依次增强。
2、钒及其化合物(1)钒金属钒容易呈钝态,因此在常温下活泼性较低。
块状钒在常温下不与空气、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。
在高温下,钒与大多数非金属元素反应,并可与熔融苛性碱发生反应。
(2)五氧化二钒V2O5可通过加热分解偏钒酸铵或三氯氧化钒的水解而制得:2NH4VO3 V2O5 + 2NH3 + H2O 2VOCl3 + 3H2O = V2O5 + 6HCl在工业上用氯化焙烧法处理钒铅矿,提取五氧化二钒。
V2O5比TiO2具有较强的酸性和较强的氧化性,它主要显酸性,易溶于碱:V2O5 + 6NaOH = 2Na3VO4 + 3H2O V2O5是较强的氧化剂:V2O5 + 6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + 3H2O (3)钒酸盐和多钒酸盐钒酸盐有偏钒酸盐MVO3、正钒酸盐M3VO4和多钒酸盐(M4V2O7、M3V3O9)等。
例1.(2016课标Ⅲ)以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生成硫酸的催化剂。
从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。
废钒催化剂的主要成分为:以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:回答下列问题:(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为___________,同时V2O4转成VO2+。
“废渣1”的主要成分是__________________。
(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+,则需要氧化剂KClO3至少为______mol。
(3)“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。
“废渣2”中含有_______。
(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+ V4O124−R4V4O12+4OH−(ROH为强碱性阴离子交换树脂)。
2021届高考化学一轮复习强化:用途广泛的金属材料和开发利用金属矿物【解析版】
用途广泛的金属材料和开发利用金属矿物1.随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“合金的维生素”。
为回收利用含钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,回收率达91.7%以上。
部分含钒物质在水中的溶解性如表所示:物质VOSO4V2O5NH4VO3(VO2)2SO4溶解性可溶难溶难溶易溶该工艺的主要流程如下。
请回答下列问题:(1)请写出加入Na2SO3溶液发生反应的离子方程式_______________。
(2)催化氧化所使用的催化剂钒触媒(V2O5)能加快二氧化硫的氧化速率,此过程中产生了一连串的中间体(如图1)。
其中a、c两步的化学方程式可表示为____________________,____________________。
(3)该工艺中沉钒率是回收钒的关键之一,沉钒率的高低除受溶液pH 影响外,还需要控制氯化铵的系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度。
根据图2和图3,试建议控制氯化铵系数和温度的适宜值分别为_____________、_______________。
【解析】(1)根据表格信息,V2O5难溶于水,被亚硫酸钠还原成可溶于水的VOSO4,离子方程式为V2O5+S+4H+2VO2++S+2H2O。
(2)V2O5是催化剂,反应前后质量和化学性质不变。
依题意和物质转化图知,a反应:五氧化二钒与二氧化硫反应生成三氧化硫和四氧化二钒;c反应:VOSO4在氧气作用下生成V2O5和SO3。
(3)根据图象知,加氯化铵系数为4、温度为80 ℃时沉钒率最大。
答案:(1)V2O5+S+4H+2VO2++S+2H2O(2)SO2+V2O5SO3+V2O44VOSO4+O22V2O5+4SO3(3)4 80 ℃2.为了确定一批合金废料的成分并加以回收利用,某同学拟定了以下实验方案:(已知Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2↑)请回答下列问题:(1)从上述信息可确定该合金中一定含有Fe和________(填化学式)。
2021-2022年高考化学真题分项解析 专题05《金属及其化合物》
2021年高考化学真题分项解析专题05《金属及其化合物》1.【xx新课标Ⅰ卷理综化学】下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是()【解析】 A、稀硝酸与过量的Fe分反应,则生成硝酸亚铁和NO气体、水,无铁离子生成,所以加入KSCN溶液后,不变红色,现象错误;B、Cu与硫酸铁发生氧化还原反应,生成硫酸铜和硫酸亚铁,无黑色固体出现,现象错误;C、铝在空气中加热生成氧化铝的熔点较高,所以内部熔化的铝不会滴落,现象错误;D、硫酸镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀(硫酸镁足量是关键信息),再加入硫酸铜,则生成氢氧化铜蓝色沉淀,沉淀的自发转化....应该由溶解度小的向溶解度更小的沉淀转化,所以氢氧化铜的溶度积比氢氧化镁的溶度积小,正确,答案选D。
【考点定位】中学常见实验、常见反应的定性考查;难度为一般等级【名师点晴】这种题主要考查考生读题获取的信息是否完整、是否抓住了关键词(A项中的“过量铁粉”、B项“有黑色固体出现”、C项“液态铝滴落”、D项“不再有沉淀产生”等)。
学生的决断力也有考查,如看到B项“有黑色固体出现”,考生要坚信自己所学的Cu和Fe3+的反应而判断B项错误。
【注】本题同时分类于专题5、132.【xx新课标Ⅱ卷理综化学】食品干燥剂应无毒、无味、无腐蚀性及环境友好。
下列说法错误..的是()A.硅胶可用作食品干燥剂B.P2O5不可用作食品干燥剂C.六水合氯化钙可用作食品干燥剂D.加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂【答案】C【考点定位】考查硅胶、P2O5、氯化钙、新型植物纤维等食品干燥剂中的应用【名师点晴】本题从知识上考查了常见干燥剂在生活中的应用,考查了学生对知识理解、综合运用能力,对生活中的化学知识的运用情况,熟悉常见干燥剂的性质是答题的关键。
这道高考题为一道中下档题,难度偏低。
【注】本题分类于专题1、5、63.【xx新课标Ⅱ卷理综化学】用右图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际相符的是()选项①中物质②中物质预测②中的现象A.稀盐酸碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液立即产生气泡B.浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生红棕色气体C.氯化铝溶液浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀D.草酸溶液高锰酸钾酸性溶液溶液逐渐褪色【答案】D【解析】A、氢氧化钠是强碱,碳酸钠是盐,因此盐酸首先中和氢氧化钠,然后再与碳酸钠反应生成碳酸氢钠和氯化钠,最后盐酸与碳酸氢钠反应放出CO2,A错误;B、常温下铝在浓硝酸中钝化,反应很快同志,看不到红棕色NO2气体,B错误;C、氢氧化钠溶液开始是过量的,滴入氯化铝生成偏铝酸钠,当氢氧化钠完全消耗后,再滴入氯化铝,铝离子与偏铝酸根离子反应生成白色沉淀氢氧化铝,C错误;D、草酸具有还原性,酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,因此草酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D 正确,答案选D 。
2023年高考化学第二轮复习课时讲义钒、铬、锰、钴、镍等过渡金属(第二课时)
2023 年高考化学其次轮复习课时讲义钒、铬、锰、钴、镍等过渡金属考纲要求过渡金属元素〔铁、铜除外〕考纲中没有具体的要求,但几乎每年都在高考题中消灭,由于:一、在考纲的考核目标与要求中明确指出:1.对中学化学根底学问能正确复述、再现、识别,并能融会贯穿。
2.通过对自然界、生产和生活中的化学现象的观看,以及试验现象、实物、模型的观看,对图形、图表的阅读,猎取有关的感性学问和印象,并进展初步加工、吸取、有序存储。
3.从供给的信息中,准确地提取实质性内容,并与已有学问整合,重组为学问块。
4.将实际问题分解,通过运用相关学问,承受分析、综合的方法,解决简洁化学问题。
5.将分析和解决问题的过程及成果,能正确地运用化学术语及文字、图表、模型、图形等进展表达,并做出合理解释。
二、在考试范围与要求中必考内容的五个方面〔化学学科特点和根本争论方法除外〕最终都有一条:以上各局部学问与技能的综合应用。
从以上考纲要求可以确定:过渡元素有关学问只是试题的载体,只是用过渡元素学问制造一个生疏的环境,重在考察学生的学科素养和学习潜力,在做题和讲评时,肯定要通过过渡元素有关试题,把握化学科思维力量和思想方法,切实提高化学学科的核心素养。
过渡元素有关学问在近几年高考试题消灭的主要形式有化工流程题、试验题和选择题。
本节内容分两课时,第一课时:化工流程题;其次课时:试验题和选择题。
其次课时试验题和选择题类课前真题——感悟考法考向1.(2023·全国卷Ⅰ)醋酸亚铬[CH 3COO 2Cr·2H2O]为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气吸取剂。
一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作复原剂,将三价铬复原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。
试验装置如下图。
答复以下问题:12(1) 试验中所用蒸馏水均需经煮沸后快速冷却,目的是 。
仪器a 的名称是 。
(2) 将过量锌粒和氯化铬固体置于c 中,参加少量蒸馏水,按图连接好装置。
2018年高考考前纠错之金属元素及其化合物:五、钒和铬及其化合物 含解析
一.钒及其化合物1、钒副族元素钒副族包括钒、铌、钽三种元素,按V、Nb、Ta顺序稳定性依次增强。
2、钒及其化合物(1)钒金属钒容易呈钝态,因此在常温下活泼性较低。
块状钒在常温下不与空气、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。
在高温下,钒与大多数非金属元素反应,并可与熔融苛性碱发生反应。
(2)五氧化二钒V2O5可通过加热分解偏钒酸铵或三氯氧化钒的水解而制得:2NH4VO3 V2O5 + 2NH3 + H2O 2VOCl3 + 3H2O = V2O5 + 6HCl在工业上用氯化焙烧法处理钒铅矿,提取五氧化二钒。
V2O5比TiO2具有较强的酸性和较强的氧化性,它主要显酸性,易溶于碱:V2O5 + 6NaOH = 2Na3VO4 + 3H2O V2O5是较强的氧化剂:V2O5 + 6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + 3H2O(3)钒酸盐和多钒酸盐钒酸盐有偏钒酸盐MVO3、正钒酸盐M3VO4和多钒酸盐(M4V2O7、M3V3O9)等。
例1.(2016课标Ⅲ)以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生成硫酸的催化剂。
从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。
废钒催化剂的主要成分为:以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:回答下列问题:(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为___________,同时V2O4转成VO2+。
“废渣1”的主要成分是__________________。
(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+,则需要氧化剂KClO3至少为______mol。
(3)“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。
“废渣2”中含有_______。
(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+ V4O124−R4V4O12+4OH−(ROH为强碱性阴离子交换树脂)。
为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈_____性(填“酸”、“碱”或“中”)。
高考化学工艺流程中的新宠---钒
高考化学工艺流程中的新宠---钒一、认识钒及其化合物钒在周期表中位于第4周期、VB族,属于过渡金属元素,呈浅银灰色,有良好的可塑性和可锻性。
钒具有很高的熔点,用作合金的添加剂。
钒对稀硫酸、稀盐酸、稀磷酸保持相对稳定。
但在硝酸、氟氢酸中溶解。
常见的钒氧化物为+2、+3、+4、+5价的氧化物:VO、V2O3、VO2、V2O5,钒的氧化物从低价(二价)到高价(五价),系强还原剂到强氧化剂,其水溶液由强碱性逐渐变成弱酸性。
低价氧化钒不溶于水,但遇强酸会形成强酸盐如VCl2、VSO4;如遇强碱则形成V(OH)2,V(OH)2水解会放出H2。
1.五氧化二钒V2O5,是钒氧化物中最重要的,也是最常用钒化工制品。
工业上首先是制取NH4VO3,然后加热至500℃,即可制得V2O5。
其反应如下:2NH4VO3→2NH3+H2O+V2O5;另一个方法是用VOCl3水解,反应如下:2VOCl3+3H2O=V2O5+6HCl;在700~1125℃,V2O5存在下列可逆反应:V2O5=V2O5-x+(x/2)O2V2O5是两性化合物,但其碱性弱,酸性强,易溶于碱性构成钒酸盐,强酸也能溶解V2O5。
在酸、碱溶液中,生成物的形态取决于溶液的钒浓度和pH值,当溶液处于强碱性,pH值大于13,则会以VO43-存在,V2O5 + 6OH- == 2VO43- + 3H2O;若处于强酸性溶液中(pH值小于3),则主要以VO2+存在,V2O5 + 2H+== 2VO2+ + H2O;如果处在中间pH值的状态,则会以下列配合物存在:VO3-、HVO42-、V3O93-、V4O124-、V10O286-、V2O74-;V2O5有氧化性:和盐酸反应,生成VOCl2,放出Cl2,V2O5 + 6HCl == 2VOCl2 + Cl2↑+ 3H2;.在强酸中,V(Ⅴ)以VO3+、VO2+形式存在,VO2+具有较强的氧化性,易被SO32-还原为VO2+:2VO2++SO32-=2VO2++SO42-+H2O2.二氧化钒与四氧化二钒四价钒在空气中被缓慢氧化,加热则快速被氧化;四价钒的氧化物也是两性物质,在热酸中溶解形成稳定的VO2+,例如与硫酸形成VOSO4;在碱性溶液中则形成次钒酸盐HV2O5-。
高考化工流程新考点 铬及其化合物
高考化学工艺流程中的新宠---铬及其化合物一、知识拓展(一)、铬单质铬的单质是高熔点(只比碳低)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。
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。
如果要制取不含铁的铬单质,可将铬铁矿与碳酸钠强热而成为水溶性的铬酸盐(其中铁转换为不溶性的Fe2O3),进一步用水浸取、酸化使重铬酸盐析出。
接着加热还原而变为Cr2O3,再用铝等还原就可得到金属铬。
(二)、铬的化合物铬元素的常见价态为+6、+3、+2。
在酸性介质中,Cr2+具有强的还原性,+6价铬(Cr2O72-、CrO42-)具有强氧化性,Cr3+的还原性较弱,只有用强氧化剂才能将Cr3+氧化成Cr2O72-,在碱性介质中,CrO42-稳定性强。
1.Cr(Ⅲ)的还原性(1)Cr3+在酸性条件下是稳定的,但在碱性条件下能氧化成CrO42-,2Cr3++3H2O2+10OH-===2CrO42-+8H2O。
(2)在碱性溶液中,亚铬酸盐(CrO2-)可以被H2O2或Na2O2氧化成铬酸盐2CrO2-+3H2O2+2OH-===2CrO42-+4H2O,2CrO2-+3Na2O2+2H2O===2CrO42-+6Na++4OH-。
2.Cr(Ⅵ)的氧化性在酸性溶液中,Cr2O72-具有强氧化性,但在碱性溶液中CrO42-的氧化性要弱的多Cr2O72-+3SO32-+8H+===2Cr3++3SO42-+4H2O,Cr2O72-+6I-+14H+===2Cr3++3I2+7H2O,Cr2O72-+6Cl-+14H+===2Cr3++3Cl2↑+7H2O,Cr2O72-+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O。
铬(Ⅵ)最重要的化合物是K2Cr2O7,在水溶液中Cr2O72-和CrO42-存在下列平衡:2CrO 42-+2H+Cr2O72-+H2O(黄色)(橙红色)在碱性溶液中,[Cr(OH)4]-可以被H2O2氧化为CrO42-,在酸性溶液中CrO42-转变为Cr2O72-。
2021年高考化学一轮易错点强化训练:典型金属元素及其化合物
2020-2021年高考化学一轮易错点强化训练:典型金属元素及其化合物1.某磁黄铁矿的主要成分是Fe x S(S为-2价),既含有Fe2+又含有Fe3+。
将一定量的该磁黄铁矿与l00 mL 的盐酸恰好完全反应(注:矿石中其他成分不与盐酸反应),生成2.4 g硫单质、0. 425 mol FeCl2和一定量H2S气体,且溶液中无Fe3+。
则下列说法不正确的是A.该盐酸的物质的量浓度为8.5 mol/LB.生成的H2S气体在标准状况下的体积为9.52 LC.该磁黄铁矿Fe x S中,x=0. 85D.该磁黄铁矿Fe x S中,Fe2+的物质的量为0. 15mol【答案】D【解析】n(S)=2.4g32g/mol=0.075mol,根据转移电子守恒得n(Fe3+)=()0.075mol2-03-2⨯=0.15mol,则n(Fe2+)=0.425mol−0.15mol=0.275mol,所以Fe2+与Fe3+的物质的量之比=0.275mol0.15mol=11:6。
A.盐酸恰好反应生成FeCl20.425mol,根据氯原子守恒得:c(HCl)=0.425mol20.1L⨯=8.5mol/L,故A正确;B.根据氢原子、氯原子守恒得:n(H2S)=1/2n(HCl)=n(FeCl2)=0.425mol,则V(H2S)=0.425mol×22.4L/mol=9.52L,故B正确;C.FexS中n(S)=0.075mol+0.425mol=0.5mol,n(Fe)=0.425mol,所以n(Fe):n(S)=0.425mol:0.5mol=0.85,所以x=0.85,故C正确;D.根据上述分析计算Fe2+的物质的量为0.275mol,故D错误。
故选D。
2.下列有关金属及其化合物的说法正确的是A.钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na2OB.铝和氢氧化钠溶液反应生成Al(OH)3和H2OC.铁在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2D.铝、铁、铜在潮湿的空气中生锈均生成对应的氧化物【答案】C【解析】A. 钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na2O2,A错误;B. 铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠、氢气,B错误;C. 铁在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,C正确;D. 铜在潮湿的空气中生锈生成铜绿,为碱式碳酸铜,不是氧化物,D错误。
高考化学(易错集)专题05 金属元素单质及其化合物(2021年最新整理)
2017年高考化学(四海八荒易错集)专题05 金属元素单质及其化合物编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2017年高考化学(四海八荒易错集)专题05 金属元素单质及其化合物)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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专题05 金属元素单质及其化合物1.(2016·全国Ⅲ卷)化学在生活中有着广泛的应用,下列对应关系错误的是()选项化学性质实际应用A Al2(SO4)3和小苏打反应泡沫灭火器灭火B铁比铜金属性强FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板C次氯酸盐具有氧化性漂白粉漂白织物氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标D HF与SiO2反应记解析:A项,Al2(SO4)3与NaHCO3在溶液中能发生相互促进的水解反应,生成Al(OH)3沉淀和CO2气体,能灭火;B项,2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,只能说明还原性Cu强于Fe2+,无法说明Fe 与Cu的金属性强弱;C项,次氯酸盐具有强氧化性,可以漂白织物;D项,氢氟酸与玻璃的主要成分SiO2反应,生成SiF4气体和水,故氢氟酸可以刻蚀玻璃。
答案:B2.(2015·江苏卷)在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是()A.粗硅错误!SiCl4错误!SiB.Mg(OH)2错误!MgCl2(aq)错误!MgC.Fe2O3错误!FeCl3(aq)错误!无水FeCl3D.AgNO3(aq)错误![Ag(NH3)2]OH(aq)错误!Ag答案:A3.下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是( )选项叙述Ⅰ叙述ⅡA Fe3+有氧化性Fe2(SO4)3可作净水剂B浓硫酸有腐蚀性常温下浓硫酸不能用铁罐盛装C Cl2是非金属单质Cl2能使湿润的有色布条褪色熔融状态的Al2O3中有自由移动D电解熔融状态的Al2O3制备Al的Al3+和O2-答案:D4.(2016·上海卷)下列各组混合物,使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是( ) A.氧化镁中混有氧化铝B.氯化铝溶液中混有氯化铁C.氧化铁中混有二氧化硅D.氯化亚铁溶液中混有氯化铜解析:A。
2021-2022年高考化学二轮复习 考前三个月 21题逐题特训 第21题 A 物质结构与性质
2021年高考化学二轮复习考前三个月 21题逐题特训第21题 A 物质结构与性质[的忠告]1.熟练书写常见的4种金属及其离子的核外电子排布式:Cr、Fe、Cu、Zn。
2.掌握同周期元素第一电离能比较:同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但ⅤA>ⅥA>ⅣA,ⅡA>ⅢA>ⅠA。
3.牢记3种分子的杂化方式和空间构型:CH4:sp3杂化,正四面体;NH3:sp3杂化,三角锥形;H2O:sp3杂化,V形。
4.学会σ键与π键的判断方法:单键均为σ键;双键、三键中含有1个σ键,其余为π键。
5.掌握有关晶体计算的常用方法:运用分摊法正确确定晶胞中所含原子的个数。
[典例剖析]钒(V)、砷(As)、镍(Ni)均为第四周期元素,钒位于ⅤB族,砷位于ⅤA族,镍位于Ⅷ族。
请回答下列相关问题。
(1)基态钒原子的电子排布式为____________________,钒有+2、+3、+4、+5等几种化合价,这几种价态中,最稳定的是________价。
(2)砷与氯气反应可得到AsCl3、AsCl5两种氯化物。
其中属于非极性分子的是________,AsCl3分子的中心原子杂化类型是________,分子的空间构型是________。
(3)高纯度砷可用于生产具有半导体“贵族”之称的新型半导体材料GaAs,镓(Ga)为第四周期ⅢA 族元素,Ga 与As 相比,第一电离能较大的是________。
(4)镍和镧形成的一种合金具有储氢功能,该合金储氢后的晶胞如下图所示:镍和镧形成的这种合金的化学式是________________,1 mol 镧形成的该合金能储存________mol 氢气。
解析 (1)基态钒原子的电子排布式为[Ar]3d 34s 2,当原子价层电子全部失去时,形成的离子最外层达到稳定的电子层结构,故+5价最稳定。
(2)AsCl 5分子中砷的价电子均成键,故它是非极性分子;AsCl 3分子中的价层电子对数为4,其中孤电子对数为1,因此砷原子为sp 3杂化,分子的空间构型为三角锥形。
备战高考化学培优 易错 难题(含解析)之铁及其化合物推断题含答案(1)
备战高考化学培优 易错 难题(含解析)之铁及其化合物推断题含答案(1)一、铁及其化合物1.钛(Ti )被称为继铁、铝之后的第三金属,钛白(2TiO )是目前使用最广泛的白色颜料。
制备2TiO 和Ti 的原料是钛铁矿,用含23Fe O 的钛铁矿(主要成分为3FeTiO )制备2TiO 的流程如下:(1)步骤①加Fe 的目的是________________________;步骤②冷却的目的是__________________。
(2)考虑成本和废物的综合利用等因素,水浸后的废液中应加入_______处理。
(3)由金红石(2TiO )制取单质钛(Ti )的过程为,其中反应42800C TiCl 2Mg2MgCl Ti ︒++在氩气气氛中进行的理由是______________________________。
【答案】将3+Fe 还原为2+Fe 析出绿矾(42FeSO 7H O ⋅) 生石灰(或碳酸钙、碱) 高温下镁或钛与2O 、2N 等反应【解析】【分析】根据钛铁矿中23Fe O 、3FeTiO 与浓硫酸反应的溶液中加入铁粉、过滤后,滤液冷却得到硫酸亚铁晶体推知,铁粉与铁离子发生反应得到亚铁离子。
水浸后的溶液成酸性。
【详解】(1)分析题图可知,钛铁矿中的铁最终转化成副产品绿矾,所以要将+3价Fe 转化为+2价Fe ;降低温度,减小了42FeSO 7H O ⋅的溶解度,有利于绿矶结晶析出。
(2)水浸过程发生的离子反应为2223TiO 2H O H TiO 2H +++=↓+,废液呈酸性,所以处理水浸后的废液应加入CaO 、3CaCO 或碱。
(3)由于Ti 和Mg 易与空气中的2O 、2N 等反应,故该反应应在氩气气氛中进行。
2.某强酸性溶液 X 中可能含有 Fe 2+、Fe 3+、Al 3+、Ba 2+、NH 4+、CO 32-、NO 3-、SO 42-、SiO 32-中的若干种,现取 X 溶液进行连续实验,实验过程及产物如图所示。
2020-2021备战高考化学备考之铝及其化合物推断题压轴突破训练∶培优 易错 难题篇及详细答案
2020-2021备战高考化学备考之铝及其化合物推断题压轴突破训练∶培优 易错难题篇及详细答案一、铝及其化合物1.铬鞣剂[Cr(OH)SO 4]可用于提高皮革的耐曲折强度。
一种以铬渣(含Cr 2O 3及少量Fe 2O 3、CaO 、Al 2O 3、SiO 2等杂质)为原料制备Cr(OH)SO 4的工艺流程如图:回答下列问题:(1)“焙烧”时,Cr 2O 3转化为Na 2CrO 4的化学方程式为__。
(2)“水浸”过程中,物料的粒度(颗粒大小)对铬残余量的影响如图所示,则最佳反应条件为__。
(3)“滤渣1”中有一种成分为铁铝酸四钙(Ca 4Fe 2Al 2O 10),是制造水泥的原料之一,用氧化物的形式表示其化学式__。
(4)“滤渣2”主要成分为Al(OH)3和__(填化学式),“过滤2”后,将溶液pH 调至a ,a__6.5(填“小于”或“大于”),目的是__(用离子方程式表示)。
(5)已知CH 3OH 在酸性条件下可被氧化生成CO 2,写出Na 2Cr 2O 7与CH 3OH 反应生成Cr(OH)SO 4的化学方程式__。
(6)某厂用m 1kg 的铬渣(含Cr 2O 340%)制备Cr(OH)SO 4,最终得到产品m 2kg ,则产率为__。
【答案】2Cr 2O 3+ 4Na 2CO 3+3O 2高温 4Na 2CrO 4 +4CO 2 物质的粒度为60目时4CaO·Fe 2O 3·Al 2O 3 H 2SiO 3 小于 2CrO 42-+2H +垐?噲? Cr 2O 72-+H 2ONa 2Cr 2O 7+CH 3OH+3H 2SO 4=2Cr(OH)SO 4+CO 2+ Na 2SO 4+4H 2O2138100%33m m 【解析】【分析】 以铬渣(含Cr 2O 3及少量Fe 2O 3、CaO 、Al 2O 3、SiO 2等杂质)为原料制备Cr(OH)SO 4,先加入碳酸钠、通入空气进行焙烧,再经过水浸、过滤除去固体杂质Fe 2O 3,调pH 除去杂质氢氧化铝和氢氧化铁,最后通过氧化还原反应生成目标产物Cr(OH)SO 4。
368 高考核心素养提升17 “题在书外,理在书中”的陌生金属及其化合物
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(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含 Fe2O3、SiO2 等杂质)制备 TiO2 的有关反应包括: 酸溶 FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)===FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l) 水解 TiOSO4(aq)+2H2O(l)=9=0=℃==H2TiO3(s)+H2SO4(aq) 简要工艺流程如下:
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@《创新设计》
2.铬(Cr)及化合物
(1)铬单质的性质:铬是银白色的金属,难熔(熔点 1 800℃),铬是最硬的金属,铬的化学性 质很稳定,在常温下,放在空气中或浸在水里,不会生锈。 (2)重要化合物 ①Cr2O3 : 性质:绿色颜料,俗称“铬绿”,它是一种两性氧化物,能与酸或浓碱溶液反应。 ②K2Cr2O7(重铬酸钾) 性质:橙红色晶体,具有强氧化性,与盐酸反应(加热)制备氯气,K2Cr2O7 还可以用来检测 司机酒驾。在分析化学中,可以用 K2Cr2O7 来测定铁的含量。
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@《创新设计》
化为 Na2Cr2O7,离子方程式为 2CrO24-+2H+ Cr2O27-+H2O,酸性越强越利于 Na2CrO4 转化为 Na2Cr2O7,故应调节 pH 使之变小;(4)由溶解度曲线图可知,10 ℃时 K2Cr2O7 溶解 度最小,而 Na2Cr2O7、KCl、NaCl 此时溶解度均大于 K2Cr2O7,三者均存在于溶液当中, 故 冷 却 到 10 ℃ 时 得 到 的 K2Cr2O7 固 体 最 多 , 该 步 骤 的 化 学 反 应 方 程 式 为 2KCl+ Na2Cr2O7===2NaCl+K2Cr2O7,显然该反应为复分解反应。
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@《创新设计》
素养说明:对于常见金属钠、镁、铝、铁、铜金属之外的陌生金属镍、钴、锰、钒、 钛等金属及其化合物的实验探究和工艺流程图是近几年高考重要题源,通过对这 些陌生金属及其化合物探究,充分体现考生的归纳、分析及信息运用能力。
【化学】2021年全国高考试题分类汇编:几种重要的金属及其化合物
2021年高考考题化学试卷试题分类汇编:几种重要的金属及其化合物1.(09全国卷Ⅰ8)下列表示溶液中发生反应的化学试卷方程式错误的是A.22222223Al NaOH H O NaAlO H ++=+↑B.4242222KMnO HCOOK KOH K MnO CO H O ++=+↑+C 22224(2MnO HCl MnCl Cl H O∆+=+↑+浓)D.22742424324324267()3()7K Cr O FeSO H SO Cr SO Fe SO K SO H O ++=+++正确答案:B解析:在碱性条件下,不可能产生CO 2气体,而应是CO -,故B 项错。
2.(09江苏卷3)下列所列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是ab c A Al AlCl 3Al (OH )3B HNO 3NO NO 2C Si SiO 2H 2SiO 3DCH 2=CH 2CH 3CH 2OHCH 3CHO正确答案:B 解析:A 项:3Al AlCl →(或者,322623Al HCl AlCl H +=+↑24243223()3Al H SO Al SO H +=+↑(),33()AlCl Al OH →332343()3AlCl NH H O Al OH NH Cl +∙=↓+(),的转化必须33()Al OH AlCl →332()33Al OH HCl AlCl H O +→+3()Al OH Al →经过(反应方程式为:)和323()Al OH Al O →32322()3Al OH Al O H O +灼烧()这两步,所以A 项不选;23Al O Al →232243Al O Al O +↑通电B 项:(),(3HNO NO →3322833()24HNO Cu Cu NO NO H O +=+↑+2NO NO →),(),2222NO O NO +=2NO NO →22332NO H O HNO NO +=+23NO HNO →(),所以B 项正确;22332NO H O HNO NO +=+C 项:(),必须经过两步(2Si SiO →22Si O SiO +=223SiO H SiO →、),22322SiO NaOH Na SiO H O +→+23222323Na SiO H O CO H SiO Na CO ++=↓+D 项:(),2232CH CH CH CH OH =→22232CH CH H O CH CH OH =+−−−→催化剂(),323CH CH OH CH CHO →32232222Cu AgCH CH OH O CH CHO H O +−−−→+或(),332CH CHO CH CH OH →3232CH CHO H CH CH OH +−−−→催化剂就必须经过两步(和3222CH CH OH CH CH →=3232CH CHO H CH CH OH +−−−→催化剂)32222CH CH OH CH CH H O −−−→=↑+浓硫酸3.(09江苏卷5)化学试卷在生产和日常生活中有着重要的应用。
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一.钒及其化合物1、钒副族元素钒副族包括钒、铌、钽三种元素,按V、Nb、Ta挨次稳定性依次增加。
2、钒及其化合物(1)钒金属钒简洁呈钝态,因此在常温下活泼性较低。
块状钒在常温下不与空气、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。
在高温下,钒与大多数非金属元素反应,并可与熔融苛性碱发生反应。
(2)五氧化二钒V2O5可通过加热分解偏钒酸铵或三氯氧化钒的水解而制得:2NH4VO 3 V2O5 + 2NH3 + H2O 2VOCl3 + 3H2O = V2O5 + 6HCl在工业上用氯化焙烧法处理钒铅矿,提取五氧化二钒。
V2O5比TiO2具有较强的酸性和较强的氧化性,它主要显酸性,易溶于碱:V2O5 + 6NaOH = 2Na3VO4 + 3H2O V2O5是较强的氧化剂:V2O5 + 6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + 3H2O(3)钒酸盐和多钒酸盐钒酸盐有偏钒酸盐MVO3、正钒酸盐M3VO4和多钒酸盐(M4V2O7、M3V3O9)等。
例1.(2022课标Ⅲ)以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生成硫酸的催化剂。
从废钒催化剂中回收V2O5既避开污染环境又有利于资源综合利用。
废钒催化剂的主要成分为:物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3质量分数/% 2.2~2.9 2.8~3.1 22~28 60~65 1~2 <1 以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:回答下列问题:(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为___________,同时V2O4转成VO2+。
“废渣1”的主要成分是__________________。
(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+,则需要氧化剂KClO3至少为______mol。
(3)“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。
“废渣2”中含有_______。
(4)“离子交换”和“洗脱”可简洁表示为:4ROH+ V4O124−R4V4O12+4OH−(ROH为强碱性阴离子交换树脂)。
为了提高洗脱效率,淋洗液应当呈_____性(填“酸”、“碱”或“中”)。
(5)“流出液”中阳离子最多的是________。
(6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。
【答案】(1)V2O5+2H+=2VO2++H2O;SiO2;(2)0.5;(3)Fe(OH)3、Al(OH)3;(4)碱;(5)K+;(6)2NH4VO3高温V2O5+H2O+2NH3↑。
(4)依据方程式可知为了提高洗脱效率,反应应当向逆反应方向进行,因此淋洗液应当呈碱性。
(5)由于前面加入了氯酸钾和氢氧化钾,则“流出液”中阳离子最多的是钾离子。
(6)依据原子守恒可知偏钒酸铵(NH4VO3)“煅烧”生成七氧化二钒、氨气和水,发生反应的化学方程式为2NH4VO3高温V2O5+H2O+2NH3↑。
二.铬及其化合物1、铬副族的基本性质周期系第VIB族包括铬、钼、钨三个元素。
它们的最高氧化态按Cr、Mo、W的挨次稳定性增加,而低氧化态的稳定性则相反。
2、铬及其化合物(1)铬铬比较活泼,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 + H2↑ 4CrCl2 + 4HCl + O2 = 4CrCl3 + 2H2O铬在冷、浓HNO3中钝化。
(2)铬(III)的化合物向Cr3+溶液中逐滴加入2 mol·dm–3 NaOH,则生成灰绿色Cr(OH)3沉淀。
Cr(OH)3具有两性:Cr(OH)3 + 3H+ = Cr3+ + 3H2O Cr(OH)3 +OH-= Cr(OH)-4(亮绿色)(3)铬酸、铬酸盐和重铬酸盐若向黄色CrO-24溶液中加酸,溶液变为橙色Cr2O-27(重铬酸根)液;反之,向橙色Cr2O-27溶液中加碱,又变为CrO-24黄色液:2 CrO-24(黄色) + 2H+Cr2O-27(橙色) + H2O K = 1.2×1014H2CrO4是一个较强酸(1aK= 4.1,2aK= 3.2×10-7),只存在于水溶液中。
氯化铬酰CrO2Cl2是血红色液体,遇水易分解:CrO2Cl2 + 2H2O = H2CrO4 + 2HCl常见的难溶铬酸盐有Ag2CrO4(砖红色)、PbCrO4(黄色)、BaCrO4(黄色)和SrCrO4(黄色)等,它们均溶于强酸生成M2+ 和Cr2O-27。
K2Cr2O7是常用的强氧化剂,饱和K2Cr2O7溶液和浓H2SO4混合液用作试验室的洗液。
在碱性溶液中将Cr(OH)-4氧化为CrO-24,要比在酸性溶液将Cr3+ 氧化为Cr2O-27简洁得多。
而将Cr(VI)转化为Cr(III),则常在酸性溶液中进行。
10.(2022北京)K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+。
用K2Cr2O7溶液进行下列试验:结合试验,下列说法不正确的是A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄B.②中Cr2O72-被C2H5OH还原C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色【答案】D例1.(2022课标Ⅰ)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4−(绿色)、Cr2O72−(橙红色)、CrO42−(黄色)等形式存在,Cr(OH)3犯难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:(1)Cr3+与Al3+的化学性质相像。
在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可观看到的现象是_____。
(2)CrO42−和Cr2O72−在溶液中可相互转化。
室温下,初始浓度为1.0 mol L−1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72−)随c(H+)的变化如图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。
②由图可知,溶液酸性增大,CrO42−的平衡转化率__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
依据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为__________。
③上升温度,溶液中CrO42−的平衡转化率减小,则该反应的ΔH______0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)在化学分析中接受K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl−,利用Ag+与CrO42−生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。
当溶液中Cl−恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10−5 mol·L−1)时,溶液中c(Ag+)为_______ mol L−1,此时溶液中c(CrO42−)等于__________ mol L−1。
(已知Ag2CrO4、AgCl的K sp分别为2.0×10−12和2.0×10−10)。
(4)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2O72−还原成Cr3+,该反应的离子方程式为_ __。
【答案】(1)蓝紫色溶液变浅,同时有灰蓝色沉淀生成,然后沉淀渐渐溶解形成绿色溶液;(2)①2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O;②增大;1.0×1014;③小于;(3)2.0×10-5 ;5×10-3;(4)Cr2O72−+3HSO3− +5H+=2Cr3++3SO42−+4H2O。
【解析】试题分析:(1)依据Cr3+与Al3+的化学性质相像,可知Cr(OH)3是两性氢氧化物,能溶解在强碱NaOH溶液中。
向Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,首先发生反应:Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓,产生Cr(OH)3灰蓝色固体,当碱过量时,又会发生反应:Cr(OH)3+OH-= Cr(OH)4−,可观看到沉淀消逝,溶液变为绿色。
故观看到的现象为蓝紫色溶液变浅,同时有灰蓝色沉淀生成,然后沉淀渐渐溶解形成绿色溶液;(2)①随着H+浓度的增大,CrO42-与溶液中的H+发生反应,反应转化为Cr2O72-的离子反应式为:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O。
②依据化学平衡移动原理,溶液酸性增大,c(H+)增大,化学平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O向正反应方向进行,导致CrO42−的平衡转化率增大;依据图像可知,在A点时,c(Cr2O72-)=0.25 mol/L,由于开头时c(CrO42−)=1.0 mol/L,依据Cr元素守恒可知A点的溶液中CrO42-的浓度c(CrO42−)=0.5 mol/L;H+浓度为1.0×10-7mol/L;此时该转化反应的平衡常数为214272222724(Cr O)0.251.010(CrO)(H)0.5(1.010)cKc c--+-===⨯⋅⨯⨯;③由于上升温度,溶液中CrO42−的平衡转化率减小,说明上升温度,化学平衡逆向移动,导致溶液中CrO42−的平衡转化率减小,依据平衡移动原理,上升温度,化学平衡向吸热反应方向移动,逆反应方向是吸热反应,所以该反应的正反应是放热反应,故该反应的ΔH<0;(3)当溶液中Cl−完全沉淀时,即c(Cl-)=1.0×10−5 mol·L−1,依据溶度积常数K sp(AgCl)=2.0×10−10,可得溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)÷c(Cl-)=2.0×10−10÷(1.0×10−5 mol·L−1)=2.0×10-5 mol·L−1;则此时溶液中c(CrO42−)=Ksp(Ag2CrO4)/c2(Ag+)=2.0×10−12÷(2.0×10-5 mol·L−1)=5×10-3mol·L−1;(4) NaHSO3具有还原性,Cr2O72−具有氧化性,二者会发生氧化还原反应,依据已知条件,结合电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得二者反应的离子方程式为:Cr2O72−+3HSO3− +5H+=2Cr3++3SO42−+4H2O。
例2.(2022江苏)(14分)铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。
(1)铁炭混合物在水溶液中可形成很多微电池。
将含有Cr2O72–的酸性废水通过铁炭混合物,在微电池正极上Cr2O72–转化为Cr3+,其电极反应式为_____________。
(2)在相同条件下,测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2+的去除率,结果如图所示。