新高考化学一轮复习考点精讲精练第24讲 补充元素：铬、锰、钴、镍、锌及其化合物 讲义（2份，原卷版+解析版）

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【知识点1】铬及其化合物的性质
1．铬单质
铬的单质是高熔点和高沸点的重金属，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。
铬在自然界中以铬铁矿存在，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。
铬能溶于稀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(蓝色)＋H2↑
4CrCl2＋4HCl＋O2===4CrCl3(绿色)＋2H2O
铬在冷、浓HNO3中钝化。
2．铬及其化合物
铬元素的常见价态有＋6、＋3、＋2价。在酸性介质中，Cr2＋具有强的还原性，Cr3＋的还原性较弱，只有用强氧化剂才能将Cr3＋氧化成Cr2Oeq \\al(2－,7)，＋6价铬在酸性条件下以Cr2Oeq \\al(2－,7)存在，具有强氧化性，在碱性介质中以CrOeq \\al(2－,4)存在。
【例1】高价铬在人体中吸收累积，可能导致肝癌。硫化镍可用来处理含重铬酸根的废水，生成毒性小的三价铬离子，其反应的离子方程式为(未配平)。下列有关说法错误的是
A．氧化产物有和
B．氧化性
C．反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
D．该反应设计成原电池，在正极产生
【例2】我国中科院首次提出使用“亚熔盐氧化法”从铬铁矿(主要成分为FeCr2O4及杂质)提铬技术。(已知：亚熔盐是一种高浓度的电解质溶液)
下列说法错误的是
A．将矿石粉碎和加压浸取都有利于加快浸出速率和提高浸出率
B．相对于熔融盐，使用亚熔盐能耗低，更符合节能减碳
C．“加压浸取”主要发生反应：4FeCr2O4+16NaOH+7O2=8Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O
D．向Na2CrO4溶液加入硫酸酸化，溶液由橙色变为绿色
【例3】元素铬(Cr)的几种化合物存在下列转化关系，下列判断不正确的是
A．反应①表明有酸性氧化物的性质
B．反应②发生时应避免溶液温度过高
C．反应②的离子方程式为
D．反应②③均发生了氧化还原反应
【例4】可用于制备铬颜料及铬盐。某工厂采用如下工艺制备。
已知“焙烧”后元素以价形式存在，好在酸性条件下以的形式存在。下列说法错误的是
A．“焙烧”发生的反应之一为
B．“水浸”时发生的反应为
C．若在实验室中分离出滤渣，用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
D．滤液②中含
【例5】三氯化铬()常作媒染剂和催化剂。常温下，三氯化铬为紫色晶体，熔点为83℃，易潮解，易升华，不易水解。在高温下三氯化铬易被氧气氧化。实验室常用和(沸点为76.8℃)在高温下制备，部分装置如图所示(夹持装置略)：
已知：与的化学性质相似。[光气()的沸点为8.2℃]。
回答下列问题：
(1)A装置采用 (填“冷水”或“热水”)浴；X可能是 (填标号)。
a．空气 b．氢气 c．氮气
(2)石棉绳的作用是 。
(3)C装置中收集的产品混有的杂质可能是 (填化学式)。
(4)实验室还可以用、C、在高温下制得。在该反应中需要氯气，实验室制备的离子方程式为 (写一个)。
(5)探究的性质如下：
①一定条件下，苯和可以制备二茂铬，转化关系如图所示。
二茂铬的核磁共振氢谱有 组峰。
②和在一定条件下能生成M、LiCl、和还原性气体单质。M的晶胞结构如图，该反应的化学方程式为 。
(6)测定样品的纯度：准确称取wg样品，加水溶解并稀释至250mL，准确量取25.00mL溶液于250mL碘量瓶中，加热至沸腾，慢慢加入适量，待溶液由紫色转变为黄色后，再加水至100mL，充分加热煮沸，冷却后用稀硫酸中和至溶液刚好呈橙红色，加入过量KI溶液和适量稀硫酸，在暗处充分反应后滴加几滴淀粉溶液，用标准溶液滴定至终点，进行三次平行实验，最终测得平均每次消耗标准溶液的体积为VmL。有关转化关系或反应式(未配平)有，，，该样品的纯度为 %(用含c、V、w的代数式表示)；“三次平行实验”的目的是减少 (填“系统”或“随机”)误差。
【知识点2】锰及其化合物的性质
1．锰单质
块状锰是呈灰色，是一种较活泼的金属，在空气中金属锰的表面被一层褐色的氧化膜所覆盖，甚至与冷的浓硝酸也形成强的氧化膜，所以呈化学惰性。
2．锰及其化合物
锰元素的常见价态有＋7、＋6、＋4、＋3、＋2价，Mn2＋在酸性溶液中的稳定性强于在碱性溶液中的稳定性。
【例1】已知 转化I：；
转化Ⅱ：。下列说法错误的是
A．氧化性：
B．转化I、Ⅱ中消耗或生成等质量的，转移电子数相同
C．锰元素在转化I中被还原，在转化Ⅱ中被氧化
D．与溶液反应：
【例2】自由能大小可以反映物质氧化能力的相对强弱，自由能越大，氧化能力越强。锰元素的自由能-氧化态图如图所示，下列说法不正确的是
A．碱性条件下MnO2易被还原为Mn(OH)2
B．碱性条件下的氧化能力明显降低
C．中Mn为+7价
D．酸性条件下1个被充分还原，转移5个电子
【例3】一水合硫酸锰（）是一种粉色晶体，易溶于水，不溶于乙醇，是重要的微量元素肥料之一。工业上由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含等元素的氧化物）制备硫酸锰的工艺如图所示[已知：硫酸锰溶液在低于40℃结晶析出，高于40℃结晶析出]。下列说法正确的是
A．为了提高“溶浸”速率，的物质的量浓度越大越好
B．“溶浸”步骤中MnS与反应生成S，该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:2
C．“沉锰”步骤中改用溶液效果更佳
D．“操作A”是蒸发结晶，在温度高于40℃趁热过滤、洗涤、干燥
【例4】以菱锰矿(主要成分为MnCO3，含少量的等元素)为原料合成碱锰电池材料MnO2的流程如下。
下列说法错误的是
A．为加快酸浸速率可以适当提高浓度
B．“氧化”时可以用代替
C．已知可溶于水，滤渣3的成分有
D．“沉锰”时发生反应的离子方程式为
【例5】高纯在半导体和电池制造等方面都有广泛的用途。一种以锰尘（主要成分为，杂质为铝、镁、钙、铁的氧化物）为原料制备高纯的清洁生产新工艺流程如下：
已知：室温下相关物质的如下表。
请回答下列问题：
(1)写出酸浸工序中产生的气体①的化学方程式 。
(2)滤渣①主要成分为 。
(3)除杂②工序中加入NaF溶液前，要重新调节溶液pH，既不能过大，也不能过小的原因是 。
(4)若除杂②后的溶液中，则此时溶液的pH为 。
(5)沉淀工序中，在30～35℃下，将碳酸氢铵溶液滴加到净化液中，控制反应液的最终pH在6.5~7.0，得到沉淀。发生反应的离子方程式为 ，将温度控制在30℃~35℃的原因为 。
(6)“沉锰”中溶液浓度对纯度，产率的影响如图所示，应选择的浓度为 ，得到纯净碳酸锰的“系列操作”包括 。
【知识点3】钴及其化合物
1．钴(C)
(1)物理性质：银白色、有延展性并具有 "%E9%93%81%E7%A3%81%E6%80%A7" \t "%E9%95%8D/" 铁磁性的 "%E9%87%91%E5%B1%9E%E5%85%83%E7%B4%A0" \t "%E9%95%8D/" 金属元素，密度、熔点都较高，钴相对较脆、较硬。
(2)化学性质——中等活泼金属
①常温下与氧、硫等非金属单质无显著作用，但在高温时有剧烈反应；
②与稀H2SO4和稀盐酸反应较缓慢；
③在冷的浓硝酸中易钝化，与稀硝酸易反应；
2．钴的氧化物
3．钴的氢氧化物
4．C3＋仅能够存在于固态物质或配合物中，在水溶液中会发生如下反应：
4C3＋＋2H2O===4C2＋＋4H＋＋O2↑
CCl3在加热或遇水时发生分解：2CCl32CCl2＋Cl2↑
【例1】[C(NH3)6]Cl3(三氯六氨合钴)是合成其它含钴配合物的重要原料，其晶体制备流程如下，下列说法错误的是
A．活性炭的作用是催化剂
B．已知氧化步骤需控温在60℃进行，故H2O2溶液应缓慢滴加
C．操作X中加入盐酸的目的是提供酸性环境
D．[C(NH3)6]3+是以C3+为中心的正八面体结构，则[C(NH3)4Cl2]+的空间结构可能有2种
【例2】主要用作选矿剂、催化剂、伪装涂料的颜料、饲料、微肥、陶瓷及生产氧化钴的原料。某工厂用废旧钴基合金（主要成分为CO，还含有）制备工艺流程如图所示：
已知：①常温下，，，；②。
下列叙述错误的是
A．向“浸出液”中通入足量，有白色沉淀生成
B．该工艺条件下，不能氧化
C．“酸浸”所得“浸渣”的成分有
D．若“沉钙”后的溶液中，则此时溶液的pH为5.3
【例3】某学习小组为探究各价态钴的化合物与的反应，室温下进行了如下实验。已知：溶液为粉红色、溶液为蓝色、为红色、为墨绿色。
下列说法错误的是
A．步骤④中生成的气体与步骤②生成气体相同
B．步骤③中发生了两个氧化还原反应
C．步骤③表明是分解的催化剂
D．溶液在酸性条件下不稳定
【例4】实验室用反应制备三氯化六氨合钴。下列有关说法正确的是
A．中既含共价键又含离子键
B．的基态核外电子排布式为
C．的空间结构为直线型
D．中子数为18的氯原子可表示为
【例5】某炼锌废渣含有锌、铅、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴(Ⅱ)的一种工艺流程如下。
已知：Fe2+完全沉淀时pH≥9；Fe3+完全沉淀时pH≥3.2。
回答下列问题：
(1)“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是 。“浸渣”的主要成分为 (填化学式)。
(2)“沉锰”步骤中加入Na2S2O8的目的是 。
(3)“沉钴”步骤中，控制溶液pH=5.0~5.5，加入过量的NaClO氧化C2+，其反应的离子方程式为 。
(4)“转化”步骤中有黄绿色气体产生，反应的离子方程式为 ；若用H2O2和稀H2SO4代替浓HCl，其优点是 。
(5)工业上利用电解含C(Ⅱ)的水溶液制备金属C和H2SO4的装置如图。
①图中C电极应连接电源的 (填“正”或“负”)极，“电解”时石墨电极的电极反应为 。
②离子交换膜Ⅱ为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜；H2SO4溶液浓度的大小：m (填“＞”“＜”或“=”) n。
【知识点4】镍及其化合物
1．镍(Ni)
(1)物理性质：银白色、硬而有延展性并具有 "%E9%93%81%E7%A3%81%E6%80%A7" \t "%E9%95%8D/" 铁磁性的 "%E9%87%91%E5%B1%9E%E5%85%83%E7%B4%A0" \t "%E9%95%8D/" 金属元素，它能够高度磨光和抗腐蚀，密度、熔点都较高。
(2)应用：主要用于合金(如 "%E9%95%8D%E9%92%A2/6877813" \t "%E9%95%8D/" 镍钢和 "%E9%95%8D%E9%93%B6" \t "%E9%95%8D/" 镍银)及用作 "%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%89%82/1132343" \t "%E9%95%8D/" 催化剂。
(3)化学性质——中等活泼金属
2．镍的氧化物
3．镍的氢氧化物
【例1】含镍催化剂主要含有金属镍，还含有金属铁、铝及其氧化物。一种从含镍催化剂中回收金属的工艺流程如图所示：
已知：完全沉淀时的为8.9，下列说法错误的是
A．“酸浸”时，若用浓硫酸，可加快反应速率，提高酸浸效果
B．“酸化”时所加X可为过量的
C．若未加，所得产品中可能含有
D．“一系列操作”为“蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥”
【例2】镍()的金属活动性与铁相近，镍元素在化合物中常见+2价，下列预测正确的是
A．能与反应生成
B．能与盐酸反应产生
C．不能与稀硫酸反应产生
D．溶液中的少量杂质可加入粉除去
【例3】碱式氧化镍是镍电池的正极活性材料。利用镍渣(主要含NiO，及少量、CuO、CaO、BaO、等杂质)制备碱式氧化镍的流程如下：
下列叙述错误的是
A．粉碎镍渣可加快“酸浸”速率
B．浸渣的成分主要为、、
C．最后一步“氧化”工序中，若通入4.48 L ，则理论上能够制备碱式氧化镍36.8 g
D．“除铜”时发生的氧化还原反应为
【例4】镍能形成多种配合物如正四面体形的和平面正方形的、正八面体形的等，下列说法正确的是
A．中的配位原子是氧原子
B．中Ni、C、N不可能处在同一直线上
C．中键角比107.3°小
D．和中均有d轨道参与杂化
【例5】镍废料中主要含有单质，还有少量的单质等。现从中制取，可用于制造人造卫星、宇宙飞船的高能电池，也可用于制成镍铬碱性电池。生产流程见下：
已知金属离子在不同下的沉淀情况如下：
回答下列问题：
(1)“酸浸”时参与反应的与物质的量之比保持为，此时单质被氧化为，所发生反应的化学方程式为 。
(2)加入碳酸钙调的目的是 ，“沉渣2”的主要成分是 ，必须先过滤“沉渣1”后再进行“除”的原因是 。
(3)加入“除”的过程产生了 沉淀。
(4)“操作B”是 、 。“煅烧”时隔绝空气，所产生两种气体的成分是 。
(5)溶于盐酸产生，再加入适量和混合溶液制备。生成时发生反应的离子方程式为 。
(6)根据上表数据计算，当溶液中完全沉淀时， 。
【知识点5】锌及其化合物的性质
1．锌的化学性质：锌的化学性质与铝相似，所以，通常可以由铝的性质，推断锌的化学性质(两性)，单质锌，即可与 "%E9%85%B8" \t "%E9%94%8C/" 酸反应，又可与 "%E7%A2%B1" \t "%E9%94%8C/" 碱反应。
（1）在含有CO2的潮湿空气中很快变暗，生成碱式碳酸锌，一层较紧密的保护膜：
CO2＋2O2＋3H2O＋4Zn===ZnCO3·3Zn(OH)2
（2）与大多数非金属反应：
2Zn＋O22ZnO，
Zn＋X2ZnX2(X为F、Cl、Br、I)
（3）与酸、碱的反应：
Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑，
Zn＋2H2O＋2NaOH===Na2[Zn(OH)4]＋H2↑或Zn＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2↑
锌和铝又有区别，锌溶于氨水形成氨配离子，而铝不溶于氨水形成配离子：
Zn ＋4NH3＋2H2O===[Zn(NH3)4]2+＋H2↑＋2OH－
（4）与盐溶液的置换反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋
3．氧化锌——两性氧化物
ZnO＋2HCl===ZnCl2＋H2O
ZnO＋2NaOH＋H2O===Na2[Zn(OH)4]或ZnO＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2O
4．氢氧化锌——两性氢氧化物
（1）两性： Zn(OH)2＋2H＋===Zn2＋＋2H2O，
Zn(OH)2＋2OH－===[Zn(OH)4]2－或Zn(OH)2＋2OH－===ZnOeq \\al(2－,2)＋2H2O
（2）受热分解：Zn(OH)2ZnO＋H2O
（3）与氨水反应：Zn(OH)2＋4NH3·H2O===[Zn(NH3)4]2+＋4H2O＋2OH－
（4）制法：Zn2＋＋[Zn(OH)4]2－===2Zn(OH)2↓或Zn2＋＋ZnOeq \\al(2－,2)＋2H2O===2Zn(OH)2↓
5．锌盐
（1）ZnSO4
①与可溶性钡盐反应：ZnSO4＋BaCl2===ZnCl2＋BaSO4↓
②与强碱溶液反应
ZnSO4溶液中加入少量NaOH溶液：Zn2＋＋2OH－===Zn(OH)2↓
ZnSO4溶液中加足量NaOH溶液：Zn2＋＋4OH－===[Zn(OH)4]2－或Zn2＋＋4OH－===ZnOeq \\al(2－,2)＋2H2O
③与Na2[Zn(OH)4]或Na2ZnO2反应生成Zn(OH)2沉淀。
（2）Na2[Zn(OH)4]或Na2ZnO2
①与少量盐酸反应：
Na2[Zn(OH)4]＋2HCl===Zn(OH)2↓＋2NaCl＋2H2O或Na2ZnO2＋2HCl===Zn(OH)2↓＋2NaCl
②与足量盐酸反应：
Na2[Zn(OH)4]＋4HCl===ZnCl2＋2NaCl＋4H2O或Na2ZnO2＋4HCl===ZnCl2＋2NaCl＋2H2O
③与少量CO2反应：
Na2[Zn(OH)4]＋CO2===Zn(OH)2↓＋Na2CO3＋H2O或Na2ZnO2＋CO2＋H2O===Zn(OH)2↓＋Na2CO3
④与足量CO2反应：
Na2[Zn(OH)4]＋2CO2===Zn(OH)2↓＋2NaHCO3或Na2ZnO2＋2H2O＋2CO2===Zn(OH)2↓＋2NaHCO3
⑤与可溶性锌盐发生相互促进的水解反应，生成Zn(OH)2沉淀。
【例1】从炼钢粉尘(主要含和ZnO)中提取Zn的流程如下：
已知：“盐浸”时ZnO转化为，仅少量铁元素浸出；。
下列说法正确的是
A．“盐浸”主要离子反应：
B．“滤渣”的主要成分为
C．“沉锌”的离子反应：
D．“滤液”可直接循环利用
【例2】实验室以含锌废液(主要成分为，还含有少量的、，溶液)为原料制备的实验流程如下图所示。已知结构为，具有强氧化性，易被还原为。下列说法正确的是
A．“除锰”反应表明氧化性大于
B．试剂X可以选用Zn、ZnO、等物质
C．“沉锌”反应的离子方程式为
D．滤液中一定大量存在阳离子有、和
【例3】明朝宋应星所著的《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性“工艺百科全书”，其中介绍了锌的冶炼方法：把炉甘石和煤炭饼装入炼锌罐(如图所示)，泥封，“其底铺薪，发火煅红”，“冷定毁罐取出”。
已知：锌的熔点为419℃，沸点为907℃。
下列说法不正确的是
A．冷凝区中，锌由气态转化为液态，理论上该区温度控制在419∼907℃
B．“冷定”后“毁罐”取锌的原因是防止在较高的温度下被氧化成
C．反应区中，分解生成和
D．反应区中，与发生置换反应得到，被还原
【例4】锌与不同密度的硝酸反应时，主要还原产物的百分比与硝酸的密度的关系如图所示。下列说法正确的是(已知：常温下，50%的硝酸密度约为)
A．氮与氧只能形成三种氧化物
B．锌与密度为的硝酸反应时，n(消耗)∶n(消耗)
C．常温下，50%的硝酸的物质的量浓度约为
D．还原产物中的百分比随硝酸密度增大而升高
【例5】以固体废锌催化剂(主要成分为及少量)为原料制备锌的工艺流程如图：
已知：①“浸取”时，、转化为、进入溶液；
②时，、；
③深度除杂标准：溶液中；
④有机萃取剂(用表示)可萃取出，其萃取原理反应为：。
(1)基态原子价电子排布式为 。
(2)“浸取”温度为时，锌浸出率可达，继续升温浸出率反而下降，其原因为 。
(3)“操作a”的名称为 。
(4)“深度除锰”是在碱性条件下将残留的转化为，离子方程式为 。
(5)“深度除铜”时，锌的最终回收率、除铜效果[除铜效果以反应后溶液中铜锌比表示] 与“加入量”[以表示] 的关系曲线如图所示。
①当加入量时，锌的最终回收率下降的原因是 (用离子方程式表示)，该反应的平衡常数为 (计算结果保留小数点后两位)。(已知：的)
②“深度除铜”时加入量最好应选 。
a． b． c． d．
(6)“电解”时，使用惰性电极，阴极存在竞争反应。该竞争反应的电极反应式为 。
第24讲 补充元素：铬、锰、钴、镍、锌及其化合物 （练习）
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．
1．铬(Cr)是一种重要的金属，其金属性介于锌和铁之间。根据元素周期律的知识，下列关于铬及其化合物的说法正确的是
A．铬与冷水能发生剧烈反应B．Cr(OH)3的碱性比NaOH的强
C．铬不能与稀盐酸发生反应D．高温条件下，Cr2O3能与Al反应置换出Cr
2．下列说法错误的是
A．锌与在高温下反应生成
B．可用与发生反应制取
C．、等活泼的金属和非金属用电解法制得
D．偏铝酸钠溶液与氯化铝溶液混合有白色沉淀生成
3．工业上常用碱性溶液吸收工业废气中的，为了提高吸收效率，常用作为催化剂，在反应过程中产生的四价镍和氧原子都具有极强的氧化能力，可加快对的吸收，其中的催化过程如图所示：
下列说法不正确的是
A．碱性溶液吸收的离子方程式是：
B．过程1的离子方程式是：
C．过程2中，氧化剂是，还原剂是
D．此催化过程的离子反应为：
4．三氯化六氨合钴(III){[C(NH3)6]Cl3}是重要的化工原料，工业上可以活性炭为催化剂，通过H2O2氧化有氨和NH4Cl存在的CCl2溶液来制备。其反应的化学方程式为2CCl2·6H2O+10NH3+2NH4Cl+H2O22[C(NH3)6]Cl3+14H2O。下列说法错误的是
A．配离子[C(NH3)6]3+中的C位于由N原子组成的正八面体中心
B．配合物{[C(NH3)6]Cl3]}中含有离子键、极性键和配位键
C．[C(NH3)6]Cl3中的配体为NH3，中心离子的配位数为6
D．取钴(III)的另一种配合物一[C(NH3)5Cl]Cl2与足量AgNO3溶液反应，得到沉淀的物质的量为3ml
5．碳酸锰()可用作瓷釉、肥料和饲料添加剂，还应用于医药，电焊条辅料等。某含锰废水中主要含有、、、、、，以该废液为原料制备碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如图所示(部分操作和条件已略，沉淀完全的pH为3.7、沉淀完全的pH为5.2)。下列说法不正确的是
A．试剂X可能是
B．滤渣1主要成分为、
C．除重金属时发生的离子方程式为：
D．反应中加入稍过量的，碳化过程中发生的离子方程式为
6．工业上以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO3)，其工业流程如图。下列说法错误的是
A．浸锰过程中与反应的离子方程式为：
B．过滤I所得滤液中主要存在的金属阳离子为和
C．滤渣Ⅱ的主要成分含有
D．加入溶液发生反应的主要离子方程式为：
7．硫酸锌是一种重要的工业原料，广泛用于农业、化工、电镀等行业。工业上由锌渣(主要成分为ZnO、FeO、CuO、PbO)生产ZnSO4•7H2O的流程如图：
下列叙述不正确的是
A．“溶浸”时搅拌可以加快“溶浸”速率，“滤渣A”的主要成分是PbSO4
B．NaClO的作用主要是将Fe2+氧化为Fe3+方便以沉淀的形式除去
C．“反应II”中，加入锌粉时反应的离子方程式为Cu2++Zn=Zn2++Cu
D．从滤液获得ZnSO4•7H2O的实验操作为蒸发结晶、洗涤、干燥
8．钒电池的安全性能优良，中国科学技术大学研制出锌离子和水分子共插层的理想的水系锌离子电池材料，制备过程如下：
该电极放电时变化为已知制备过程中V的化合价未发生改变，所涉及物质中除ZVO外均为电中性物质，过程②可视为转化成电中性材料后，再嵌入Zn2＋。下列说法中正确的是
A．ZVOH作为新型电池的负极材料
B．反应①属于复分解反应
C．获得Zn(NO3)2·6H2O时，当溶液出现大量晶体时应停止加热，余热蒸干
D．ZVO中嵌入进来的Zn2＋占总锌量的
9．某小组以废镍催化剂(主要成分是Ni，含少量Zn、Fe、CaO、等杂质)为原料制备草酸镍晶体的流程如下：
已知：室温下，。下列说法中错误的是
A．滤渣1的成分是、
B．滤渣2经过洗涤、干燥、灼烧可制得铁红
C．除钙时，为了确保滤液中 ml⋅L，溶液中至少为 ml⋅L
D．萃取时先从下口放出下层液体，待下层液体刚好放完，再从下口放出上层液体
10．利用含镍电极废料制备的过程可表示为：
已知：①含镍电极废料中除外还含有少量，和不溶性杂质
②“酸浸”后溶液中含有和少量的和，除杂后方可氧化
下列说法错误的是
A．由工业流程可知：的氧化性大于
B．氧化过程的离子方程式：
C．除杂过程中利用了、和的溶度积的不同通过调节后过滤
D．利用电解碱性悬浊液也可以制备，为提高电解效率可以适当加入一定量溶液
11．钴(C)及其化合物在磁性材料、电池材料、超硬材料及催化剂等领域有广泛应用。已知钴的常见化合价有+2价和十3价，其单质及化合物的性质与铁相似，C3O4具有强氧化性。C(OH)2在空气中加热时，固体质量(已知：A、B、C三点对应的固体均不含氢元素)随温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A．C(OH)2在空气中加热到1000℃时，固体的成分为CO
B．C(OH)2在空气中加热到500℃时，固体中C、O两种元素的质量之比为3：4
C．C3O4中+2价和+3价原子的个数比为1：2
D．C3O4与浓盐酸反应生成Cl2的离子方程式为C3O4+8H+ +2C1- =3C2++Cl2↑+4H2O
12．某化学兴趣小组以含钴废渣(主要成分CO、C2O3，还含有Al2O3、ZnO等杂质)为原料制备C2O3的一种实验流程如下。下列与流程相关的原理、装置和操作能达到实验目的的是
A．“酸浸”中的SO2作还原剂，用装置甲制取
B．“酸浸”所需的250 mL 1.0 ml·L-1 H2SO4溶液用装置乙配制
C．“萃取”的目的是除去Zn2+，用装置丙，振荡时分液漏斗下端应向下倾斜
D．“沉钴”时向萃取液中缓慢滴加沉淀剂，用装置丁过滤所得悬浊液
13．普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：，碱性锌锰电池的总反应为：。下列说法正确的是
A．普通锌锰电池为一次电池，该废旧电池可反复充放电
B．普通锌锰电池正极反应式为：
C．碱性锌锰电池工作时KOH没有发挥作用
D．两种电池工作时电子均由 MnO2经外电路流向Zn
14．实验室模拟工业处理含铬废水，操作及现象如图1，反应过程中铬元素的化合价变化如图2。已知H2O2是常用的强氧化剂之一。下列说法正确的是
A．实验开始至5 s，铬元素被氧化
B．实验开始至30 s，溶液中生成Cr3+时的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3
C．30 s至80 s的过程，一定是氧气氧化了Cr3+
D．80 s时，溶液中的主要阴离子仍为Cr2O
15．检验的反应有如下两种途径。下列说法正确的是
A．反应①中被还原
B．乙醚与中的铬元素形成共价键，有利于蓝色现象的观察
C．反应②为：
D．反应③中溶液的越小，反应速率越慢
二、非选择题：本题共5小题，共55分。
16．工业上，从有机催化剂(主要含钴和锌)回收金属的简易流程如下：
回答下列问题：
(1)“灼烧”的目的是 。“酸浸”时加入稀硫酸，浸出液含有、、、、等，检验的试剂是 (填化学式)。
(2)“净化”中加入，生成和。书写离子方程式： 。
(3)(已知其中硫为＋6价)中含 ml过氧键，“沉钴”中加入，还原产物为。转化成，理论上消耗 ml。
(4)“沉钴”的不能太高，原因是 。
(5)“沉锌”加入，反应的离子方程式为 ；沉锌的温度不能太高，原因是 。
(6)“沉钴”中，时的数量级为 。
17．三氧化二镍()常用作磁性材料，具有强氧化性。以镍铜矿(含有NiS、CuS、以及少量的不溶杂质)为原料制备。
(1)煅烧。将一定量的镍铜矿与混合后，粉碎后在富氧空气中充分煅烧。煅烧时加入的目的是
。
(2)酸浸。将煅烧得到的固体(含CuO、CaO、、、)加入三颈瓶中(装置见下图)，通过恒压滴液漏斗缓慢滴加稍过量的稀硫酸，充分反应。
①反应后所得溶液中含、、，写出酸浸时发生反应的化学方程式： 。
②如何判断“酸浸”反应已经完成： 。
(3)除杂。将三颈瓶中悬浊液倒出、过滤后，向所得滤液中加入足量Ni粉，充分反应后过滤，调节滤液的pH，向滤液中加入NaF溶液将沉淀除去。[溶液中，，，，离子浓度沉淀完全]
①加入Ni粉的目的是除去溶液中的。不选择用调节pH的方法除去的原因是： 。
②实际消耗Ni粉的量大于理论用量，原因是 。
(4)制备：请补充完整由除杂后得到的溶液制取的实验方案：量取，测得其中的浓度为， ，得到。(可选用的试剂：溶液、稀盐酸、溶液)。已知：样品在空气中煅烧，样品的固体残留率()随热解温度的变化如下图所示。
18．三氯化六氨合钴()是一种重要的化工产品。实验室以为原料制备三氯六氨合钴的方法如下，回答下列问题：
Ⅰ．制备氯化钴：已知易潮解，可用高熔点金属钴与氯气反应制取。实验室可用下图装置进行制备
(1)仪器a的名称为 。
(2)A中固体为高锰酸钾，则反应的离子方程式为 。装置B中试剂X为 。
(3)球形干燥管中试剂的作用为 。
Ⅱ．制备三氯化六氨合钴：将制备的按下图流程操作：
(4)“氧化”步骤中应控温在60℃进行，可采取水浴加热，其优点为 。
(5)利用、、浓氨水、制备的总反应化学方程式 。
(6)操作X中，加入浓盐酸的作用是 。
Ⅲ．测定钴含量：准确称量3.0000g样品，加入硫酸酸化的KI溶液至样品恰好完全溶解，配成250mL溶液。量取25.00mL溶液，加入适量缓冲溶液，几滴淀粉溶液，用0.1000ml/L 溶液滴定生成的，消耗溶液的体积为10.00mL。
(已知：①将氧化成，自身被还原成；②)。
(7)计算样品中钴元素的质量分数为 %(保留至小数点后两位)。
19．氧化法制备高锰酸钾的实验步骤如下：
(1)“熔融氧化”操作应在 坩埚中进行(填“瓷”、“氧化铝”或“铁”)，将Mn元素氧化为K2MnO4，该反应的化学方程式为 。
(2)“歧化”操作在如图所示装置中进行。
①下列气体也可选装置A进行制备的是 (填标号)。
A．MnO2与浓盐酸制Cl2 B．CaO与浓氨水制NH3
C．Zn与稀硫酸制H2 D．Na2SO3与70%硫酸制SO2
②为了提高KMnO4的产率，装置B中的试剂为 。
③锰元素的氧化态-吉布斯自由能图如图所示。由图可知，在酸性溶液中Mn2+是锰的最稳定态，则在碱性溶液中 (填化学式)是锰的最稳定态。
④当装置C中pH值为11.4时，停止反应。装置C中发生反应的离子方程式为 。
(3)测定KMnO4粗品纯度：称取mg KMnO4粗品(杂质不与Fe2+发生反应)于烧杯中溶解，并加稀硫酸酸化，配成250mL待测溶液。取25.00mL 0.01ml/L (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液于锥形瓶中，再用待测液滴定标准液，滴定至终点时记录数据，重复以上实验三次，平均消耗待测液12.50mL。
①KMnO4粗品的纯度为 %(含m的式子表示)。
②下列情况会导致KMnO4粗品的纯度测量值偏大的是 (填标号)。
A．在烧杯中溶解时，有少量液体溅出
B．量取标准溶液的滴定管没有润洗
C．滴定达到终点时发现滴定管尖嘴内有气泡产生
D．滴定前平视，滴定后仰视读数
20．重铬酸钾（）在不同领域有着重要用途。
(1)室温下，溶液中含铬物种的浓度与pH的关系如图所示，反应的平衡常数 。
(2)酸性溶液曾用于检测司机是否酒后驾驶，反应原理如下（未配平）：
为探究用量对该反应速率的影响，设计如下实验：
室温下，将不同体积的溶液分别与溶液混合，加入乙醇溶液，用蒸馏水定容至50mL；静置30min后，用分光光度计测得溶液的吸光度A与溶液体积的关系如图所示（吸光度A仅与的浓度成正比）。
①若实验中加入的与乙醇完全反应，转移电子的物质的量为 ml。
②随着硫酸用量增加，吸光度A先增大后基本不变的原因是 。
(3)醋酸亚铬是一种红色晶体，在气体分析中常用作氧气吸收剂，其难溶于冷水，易溶于酸，潮湿环境下易被氧化。实验室用制备醋酸亚铬的装置如图所示：
①吸滤瓶中，锌将还原为（蓝色）的离子方程式为 。实验中锌必须过量的原因是 。
②锥形瓶中发生反应。请补充完整实验方案：打开，关闭，打开，向吸滤瓶中逐滴加入盐酸溶液； ；依次用蒸馏水、无水乙醇、无水乙醚洗涤晶体，干燥（实验中必须使用的用品：瓶塞、冰水浴）。
讲义
夯基·知识精讲
【知识点1】铬及其化合物的性质+5道例题
【知识点2】锰及其化合物的性质+5道例题
【知识点3】钴及其化合物+5道例题
【知识点4】镍及其化合物+5道例题
【知识点5】锌及其化合物的性质+5道例题
练习
提能·课后精练
选择题： 15 题
非选择题： 5 题
建议时长： 75 分钟
实际时长： 分钟
（1）铬(III)的氧化物——Cr2O3：绿色，两性氧化物，既溶于酸，也溶于碱。
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①与酸反应：Cr2O3＋3H2SO4===Cr2(SO4)3＋3H2O [Cr2(SO4)3为无水盐为玫瑰色粉末]
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②与碱反应：Cr2O3＋2NaOH===2NaCrO2(绿色)＋H2O
（2）铬(III)的氢氧化物——Cr(OH)3：灰蓝色，两性氧化物，既溶于酸，也溶于碱。
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①与酸反应：Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②与碱反应：Cr(OH)3＋OH－===CrOeq \\al(－,2)＋2H2O或Cr(OH)3＋OH－===Cr(OH)eq \\al(－,4)(绿色)
（3）铬(Ⅵ)存在形式有多种，分别如下：
CrOeq \\al(2－,4)
Cr2Oeq \\al(2－,7)
CrO3
CrO22+
黄色
橙色
红、针状
深红
其中最重要的化合物是K2Cr2O7，在水溶液中Cr2Oeq \\al(2－,7)和CrOeq \\al(2－,4)存在下列平衡：
2CrOeq \\al(2－,4)(黄色)＋2H＋Cr2Oeq \\al(2－,7)(橙红色)＋H2O，
在酸性条件下，主要以Cr2Oeq \\al(2－,7)形式存在，在碱性条件下，上述平衡逆向移动，主要以CrOeq \\al(2－,4)形式存在。
在酸性溶液中，Cr2Oeq \\al(2－,7)具有强氧化性，如可以氧化浓盐酸，生成氯气：
Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6Cl－＋14H＋===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O
Cr2Oeq \\al(2－,7)＋3SOeq \\al(2－,3)＋8H＋===2Cr3＋＋3SOeq \\al(2－,4)＋4H2O，
Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O，
Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。
但在碱性溶液中CrOeq \\al(2－,4)的氧化性要弱得多。
2CrOeq \\al(2－,4)＋3SOeq \\al(2－,3)＋10H＋===2Cr3＋＋3SOeq \\al(2－,4)＋5H2O
（4）Cr(Ⅲ)在酸性条件下以Cr3＋存在，碱性条件下以Cr(OH)3、[Cr(OH)4]－(或CrOeq \\al(－,2))存在。
Cr2O3和Cr(OH)3显两性，其转化关系如下：
Cr3＋(紫色)eq \(,\s\up11(①OH－),\s\d4(④H＋))Cr(OH)3(灰蓝色)eq \(,\s\up11(②OH－),\s\d4(③H＋))[Cr(OH)4]－(绿色)
Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓
Cr(OH)3＋OH－===[Cr(OH)4]－，Cr3＋＋4OH－===[Cr(OH)4]－
[Cr(OH)4]－＋H＋===Cr(OH)3↓＋H2O
Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O，[Cr(OH)4]－＋4H＋===Cr3＋＋4H2O
①Cr3＋在酸性条件下是稳定的，只能被强氧化剂氧化，如：
2Cr3＋＋3PbO2＋H2O===3Pb2＋ ＋Cr2Oeq \\al(2－,7)＋2H＋。
但在碱性条件下能被氧化成CrOeq \\al(2－,4)，2Cr3＋＋3H2O2＋10OH－===2CrOeq \\al(2－,4)＋8H2O。
②在碱性溶液中，亚铬酸盐(CrOeq \\al(－,2))可以被H2O2或Na2O2氧化成铬酸盐CrOeq \\al(2－,4)，如：
2CrOeq \\al(－,2)＋3H2O2＋2OH－===2CrOeq \\al(2－,4)＋4H2O，
2CrOeq \\al(－,2)＋3Na2O2＋2H2O===2CrOeq \\al(2－,4)＋6Na＋＋4OH－。
（1）Mn2＋：
在酸性条件下，很难被氧化，只有强氧化剂(NaBiO3、PbO2、(NH4)2S2O8)才能将其氧化，
2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋===5Na＋＋5Bi3＋＋2MnOeq \\al(－,4)＋7H2O
2Mn2＋＋5PbO2＋4H＋===2MnOeq \\al(－,4)＋5Pb2＋＋2H2O；
2Mn2+ ＋ 5S2O82－＋8H2O===2MnOeq \\al(－,4)＋10SOeq \\al(2－,4)＋16H+
在碱性条件下，Mn2＋易被氧化为MnOeq \\al(－,4)等，如：5ClO－＋2Mn2＋＋6OH－===5Cl－＋2MnOeq \\al(－,4)＋3H2O。
Mn(OH)2为白色难溶物，Ksp＝4.0×10－14，极易被空气氧化，水中少量氧气能将其氧化成褐色MnO(OH)2沉淀：2Mn(OH)2＋O2===2MnO(OH)2。
（2）Mn(Ⅳ)
最重要的化合物是MnO2，是黑色结晶体或无定形粉末，在自然界中以软锰矿(MnO2·xH2O)形式存在，不溶于水和硝酸。
①在酸性介质中，MnO2是较强的氧化剂，本身被还原为Mn2+：
MnO2 + 4HCl(浓)eq \l(=====)MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O（实验室中制取氯气），
MnO2+2Fe2++4H+eq \l(=====)2Fe3++Mn2++2H2O
②氧化H2O2：MnO2+H2O2+2H+eq \l(=====)Mn2++O2↑+2H2O
③碱熔条件下可被强氧化剂氧化为MnO42-（绿色）：
2MnO2 + 4KOH + O2 eq \l(=====)2K2MnO4 + 2H2O，
3MnO2 + 6KOH + KClO3eq \l(=====)3K2MnO4 + KCl +3H2O，
MnO2 ＋2MnO4-＋ 4OH- eq \l(=====) 3MnO42- ＋ 2H2O
④锌锰干电池（Zn—MnO2—KOH），正极：MnO2+e-+H2Oeq \l(=====)MnOOH+OH-
（3）Mn(Ⅵ)化合物的性质
MnOeq \\al(2－,4)（绿色），存在于强碱性溶液中，最重要的化合物是：Na2MnO4和K2MnO4，在熔融碱中MnO2被空气氧化生成K2MnO4：
2MnO2＋O2＋4KOH2K2MnO4 (深绿色)＋2H2O
在酸性、中性环境中MnOeq \\al(2－,4)均发生歧化反应：
3MnOeq \\al(2－,4)＋2H2O===2MnOeq \\al(－,4)＋MnO2↓＋4OH－
3MnOeq \\al(2－,4)＋4H＋===2MnOeq \\al(－,4)＋MnO2↓＋2H2O
锰酸钾是制备高锰酸钾(KMnO4)的中间体：2MnOeq \\al(2－,4)＋2H2O===2MnOeq \\al(－,4)＋2OH－＋H2↑
（4）KMnO4的性质
热稳定性差，通常保存在棕色试剂瓶中：4KMnO4＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(光照))4MnO2↓＋3O2↑＋4KOH。
①在酸性介质中，MnOeq \\al(－,4)具有强氧化性，可以氧化Fe2＋、Cl－、H2C2O4、H2O2等，本身被还原为Mn2＋。
MnOeq \\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
2MnOeq \\al(－,4)＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
2MnOeq \\al(－,4)＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
2MnOeq \\al(－,4)＋6H＋＋5H2O2===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O
②在碱性、中性或微弱酸性溶液中，MnOeq \\al(－,4)仍旧是氧化剂，本身被还原为MnO2。
2MnOeq \\al(－,4)＋I－＋H2O===2MnO2↓＋IOeq \\al(－,3)＋2OH－
③在强碱性溶液中，当MnOeq \\al(－,4)过量时，还原产物是MnOeq \\al(2－,4)，
2MnOeq \\al(－,4)＋SOeq \\al(2－,3)＋2OH－===2MnOeq \\al(2－,4)＋SOeq \\al(2－,4)＋H2O。
KMnO4是一优良的氧化剂，在分析化学中被用作氧化还原滴分析的氧化剂，还用于漂白棉、毛丝织品、油类的脱色剂，稀溶液被广泛用于医药卫生中的杀菌消毒剂。
（5）KMnO4的制备
①2MnO2+O2+4KOHeq \(=====,\s\up8(高温))2K2MnO4+2H2O
②3K2MnO4+2CO2eq \l(=====)2KMnO4+MnO2+2K2CO3
或3K2MnO4+4CO2+2H2Oeq \l(=====)2KMnO4+MnO2+4KHCO3，CO2提供酸性环境。
③操作Ⅰ：过滤
④石灰苛化：K2CO3+Ca(OH)2→KOH（此时产生的KOH与操作Ⅰ产生的MnO2可循环使用）
HF
CO
C2O3——氧化高钴
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①物理性质：灰绿色，不溶于水。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②化学性质：一定条件下可被H2或CO还原成单质钴。能溶于酸和强碱，不溶于水、醇和氨水。
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①物理性质：黑色，不溶于水。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②化学性质：具有强氧化性。
C2O3＋6HCl===2CCl2＋Cl2↑＋3H2O
C(OH)2
C(OH)3
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①物理性质：粉红色固体，不溶于水。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②化学性质
a．能与酸反应：C(OH)2＋H2SO4===CSO4＋2H2O
b．弱还原性：在空气中被缓慢氧化为棕褐色的C(OH)3；可被强氧化剂(如H2O2)迅速氧化。
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①物理性质：棕色固体，不溶于水。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②化学性质：具有强氧化性。
2C(OH)3＋6HCl===2CCl2＋Cl2↑＋6H2O
步骤
操作
现象
①
向溶液中滴加过量30%溶液
无明显现象
②
向含有过量浓的溶液中滴加溶液
溶液变为红色，有气泡冒出
③
把步骤①溶液倒入含有大量浓的溶液中
溶液变为墨绿色，并产生大量能使带火星木条复燃的气体
④
向步骤③完全反应后的溶液中加入足量稀硫酸
溶液变先变为蓝色，一段时间后溶液变为粉红色，变色过程中始终有气体生成。
与非金属反应
a．镍不溶于水，常温下在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜，能阻止本体金属继续氧化，所以在空气中比较稳定。
b．常温下与氧、硫等非金属单质无显著作用，但在高温时有剧烈反应。
2Ni＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2NiO(耀眼白光)
Ni＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))NiCl2
Ni＋Seq \(=====,\s\up7(高温))NiS
与酸的反应
与稀H2SO4和稀盐酸反应较缓慢：Ni＋H2SO4===NiSO4＋H2↑
与氧化性酸反应
在冷的浓HNO3中“钝化”，与热的浓HNO3、稀HNO3都有反应。
NiO（氧化镍）
Ni2O3（氧化高镍）
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①物理性质：暗绿色，不溶于水。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②化学性质：能溶于酸和氨水，具有还原性。
NiO＋H2SO4===NiSO4＋H2O
2NiO＋O2===2Ni2O3
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①物理性质：黑色，不溶于水。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②化学性质：具有强氧化性。
Ni2O3＋6HCl===2NiCl2＋Cl2↑＋3H2O
2Ni2O3＋4H2SO4===4NiSO4＋O2↑＋4H2O
Ni(OH)2：氢氧化镍
Ni(OH)3：氢氧化高镍
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①物理性质：绿色，不溶于水
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②化学性质
a．能与酸反应：Ni(OH)2＋H2SO4===NiSO4＋2H2O
b．弱还原性：Ni(OH)2在空气中不易被氧化，只有在更强的氧化剂(Cl2、NaClO)下才会氧化生成Ni(OH)3。
2Ni(OH)2＋Cl2＋2OH－===2Ni(OH)3＋2Cl－
2Ni(OH)2＋NaClO＋H2O===2Ni(OH)3＋NaCl
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①物理性质：黑色，不溶于水
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②化学性质：具有强氧化性
2Ni(OH)3＋6HCl===2NiCl2＋Cl2↑＋6H2O
开始沉淀
3.0
5.0
7.4
9.7
完全沉淀
4.0
6.5
9.0
11