2023年高考化学一轮复习金属及其化合物知识落实与拓展课件

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考点二　化工流程题中的过渡金属
考点一　金属及其化合物知识再落实
考点三　热重分析判断金属及其化合物的组成
1.钠及其化合物的转化关系(1)知识网络构建
(2)重要反应方程式的书写
2.铁及其化合物的转化关系(1)知识网络构建
1.Fe在一定条件下可与浓盐酸、稀硫酸、浓硝酸等剧烈反应(　　)2.Al、Cl2均能和NaOH溶液发生氧化还原反应，且两单质的作用不相同(　　)3.在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，若再继续加入KNO3固体，铜粉会溶解(　　)4.金属单质Na、Mg、Fe在一定条件下与水反应都生成H2和相应的碱(　　)5.铝和氢氧化钠溶液反应生成Al(OH)3和Na(　　)6.钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na2O(　　)7.铁在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2(　　)8.用碳酸钠和氢氧化钙反应制NaHCO3(　　)
铝土矿——Al2O3（少量SiO2、Fe2O3等杂质）
(2)步骤③中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是_________________________________________________________________________________________________ 。
因为AlO2-与酸反应生成的Al(OH)3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好
(3)步骤④中得到较纯的Al2O3，可能含有______杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因：_______________________________________________________________________________。
由于SiO2的熔点很高，在加热到1 000 ℃ 左右时不会熔化，因而不影响铝的纯度
沉淀法除去铁元素的流程
1.已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：
某同学设计的除杂流程图如下：
(1)不能通过直接调pH除去Fe2＋的原因是_______________________ _______________。(2)加入的氧化剂可以是_______________。(3)使Fe3＋完全沉淀应调pH的范围是_____________，为不引入新杂质加入调pH的最佳试剂可以是______________________________。
pH≥9.6时Fe2＋才能沉淀完全，而pH≥9.6时Cu2＋已沉淀完全
CuO[或Cu(OH)2或CuCO3等]
价态多变、形式多样的铁盐
2.硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]在空气中比一般亚铁盐稳定，是定量分析化学中常用的还原剂，实验室制备流程如图：
下列说法不正确的是A.“除油污”过程中使用 热的Na2CO3溶液效果更好B.制备硫酸亚铁时铁屑与硫酸反应完全时的现象是不再有气泡产生C.“趁热过滤”后的滤液略显黄色原因是4Fe2++O2+4H＋=4Fe3++2H2OD.理论上加入(NH4)2SO4固体的质量为6.0 g
3.[2019·江苏，18(1)]聚合硫酸铁[Fe2(OH)6－2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液，继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2＋的离子方程式为__________________________________；水解聚合反应会导致溶液的pH______。
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O
4.高铁酸钾(K2FeO4)是一种比KMnO4、O3和Cl2的氧化能力强的强氧化剂。(1)有科学家曾提出在氧气流下，温度控制在350～370 ℃，煅烧氧化铁和过氧化钾(K2O2)固体混合物可直接制备高铁酸钾，该反应只有两种产物，另一种产物为氧化钾，则该反应的化学方程式：___________________________________。
(3)水是万物之源，为探究高铁酸钾在水质处理中发挥的作用，查阅资料可知：干燥的高铁酸钾在常温下可以长期稳定存在，但溶于水中极易分解得到氧气和氢氧化铁胶体，写出该反应的化学方程式：______________________________________________。
4K2FeO4＋10H2O=8KOH＋4Fe(OH)3(胶体)＋3O2↑
(2)“熔融法”是最早发现＋6价高铁酸盐的方法，以该法制备高铁酸盐的原理：①FeSO4＋Na2O2 Na2FeO4＋Na2O＋Na2SO4＋O2↑②Na2FeO4＋2KOH===K2FeO4↓＋2NaOH反应①中被氧化的Na2O2与被FeSO4还原的Na2O2的物质的量比为1∶4，请写出反应①配平后的化学方程式：___________________________________________________；若反应①产生16.8 L(标准状况)O2，则转移电子的物质的量为 ____ ml；反应②能发生的原因是_______________________________________________。
碱性条件下，K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度
考点二　化工流程题中的过渡金属(Cr、Mn、V、Zn等)
例1　利用钒钛磁铁矿冶炼后产生的钒渣(主要含FeO·V2O3、Al2O3、SiO2及少量可溶性磷酸盐)生产V2O5的工艺流程如下，回答问题：
已知：①V2O5、Al2O3、SiO2可与Na2CO3、NaCl组成的混合钠盐在高温下反应，并转化为NaVO3、NaAlO2、Na2SiO3等可溶性钠盐。
(1)焙烧Ⅰ包括氧化和钠化成盐两个过程，氧化的目的是获得V2O5，写出氧化过程中FeO·V2O3发生反应的化学方程式：______________________________________；废渣Ⅰ的主要成分是_______；精制Ⅰ中加盐酸调pH的主要作用是____________________________，加入NH3·H2O后发生反应的离子方程式为____________________________________________________________________。
Al3＋ ＋3NH3·H2O===
(2)精制Ⅱ中加入CaCl2溶液除去磷酸盐，pH过小时影响除磷效果的原因是______________________________________________________________；pH过大时，沉淀量增大的原因是___________________。
较大的酸式盐(或形成溶解度较大的磷酸氢钙或磷酸二氢钙)
产生了Ca(OH)2沉淀
(3)沉钒所得NH4VO3沉淀需进行洗涤，洗涤时除去的阴离子主要是_______。NH4VO3在500 ℃时焙烧脱氨制得产品V2O5，反应的化学方程式为2NH4VO3 V2O5＋H2O↑＋2NH3↑。但脱氨过程中，部分V2O5会转化成V2O4，反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3∶2，该反应的化学方程式为__________________________________。
例2　铬具有多种价态，单质铬熔点为1 857 ℃。(1)工业上以铬铁矿[主要成分Fe(CrO2)2]为原料冶炼铬的流程如图：
①Fe(CrO2)2中各元素化合价均为整数，则铬为_____价。②高温氧化时反应的化学方程式为_____________________________________________________。③操作a由两种均发生了化学反应的过程构成，其内容分别是 ____________________、铝热反应。(2)Cr(OH)3是两性氢氧化物，请写出其分别与NaOH、稀硫酸反应时生成的两种盐的化学式：_________、__________。
灼烧使Cr(OH)3分解
(3)水中的铬元素对水质及环境均有严重的损害作用，必须进行无害化处理。转化为重要产品磁性铁铬氧体(CrxFeyOz)：先向含 的污水中加入适量的硫酸及硫酸亚铁，待充分反应后再通入适量空气(氧化部分Fe2＋)并加入NaOH，就可以使铬、铁元素全部转化为磁性铁铬氧体。①写出 在酸性条件下被Fe2＋还原为Cr3＋的离子方程式： ___________________________________________。②若处理含1 ml (不考虑其他含铬微粒)的污水时恰好消耗10 ml FeSO4，则当铁铬氧体中n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝3∶2时，铁铬氧体的化学式为 。
1. 8.34 g FeSO4·7H2O(M＝278 g·ml－1)样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示，下列正确的是
2.将草酸锌晶体(ZnC2O4·2H2O)加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体残留率随温度的变化如图所示，300～460 ℃范围内，发生反应的化学方程式为________________________________。
3.将Ce(SO4)2·4H2O(摩尔质量为404 g·ml－1)在空气中加热，样品的固体残留率( ×100%)随温度的变化如图所示。
当固体残留率为70.3%时，所得固体可能为____(填字母)。 A.Ce(SO4)2　　B.Ce2(SO4)3　　C.CeOSO4