资源简介

(共19张PPT)
微专题6　“微流程”——常见过渡金属及其化合物的转化
1．锌及其化合物
2．钛及其化合物
3．钒及其化合物
4．铬及其化合物
5．锰及其化合物
6．钴、镍及其化合物
钴和镍都是较稳定的金属，常温下在空气中能稳定存在，加热条件下可生成CoO、NiO。常见化合价为0、＋2、＋3价。
化合价 ＋2价的Co和Ni ＋3价的Co和Ni
性质 中间价态，具有氧化性和还原性 具有强氧化性
对应物质 氧化物 主要表现氧化性，CoO在一定条件下可被H2、C或CO还原成单质钴 酸性环境中发生反应，如Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O、Ni2O3＋6HCl===2NiCl2＋Cl2↑＋3H2O
√
√
2．（2023·新高考福建卷）从炼钢粉尘（主要含Fe3O4、Fe2O3和ZnO）中提取锌的流程如下：
“盐浸”过程中ZnO转化为[Zn（NH3）4]2＋，并有少量Fe2＋和Fe3＋浸出。下列说法错误的是（　　）
A．“盐浸”过程中若浸液pH下降，则需补充NH3
B．“滤渣”的主要成分为Fe（OH）3
C．“沉锌”过程发生反应[Zn（NH3）4]2＋＋4H2O＋S2－===ZnS↓＋4NH3·H2O
D．应合理控制（NH4）2S用量，以便滤液循环使用
√
【练模拟】
3．锌焙砂（主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量FeO、CuO等）可用于湿法制锌，其流程如下图所示。下列说法错误的是（　　）
A．“酸浸”中ZnFe2O4发生的反应为ZnFe2O4＋8H＋===Zn2＋＋2Fe3＋＋4H2O
B．用ZnS除去溶液中的Cu2＋的依据是Ksp（ZnS）＞Ksp（CuS）
C．为提高生产效率,“酸浸”“净化Ⅰ”“净化Ⅱ”的反应温度越高越好
D．“电解”的产物之一可用于替换“净化Ⅰ”中的H2O2
解析：锌焙砂中（主要含ZnO、ZnFe2O4，还含少量FeO、CuO等）加入硫酸“酸浸”，ZnO、ZnFe2O4、FeO、CuO转化成相应的硫酸盐，加入过氧化氢，利用过氧化氢的氧化性，将Fe2＋氧化成Fe3＋，加入ZnO，调节pH，使Fe3＋以Fe（OH）3形式沉淀出来，过滤，加入过量ZnS，将Cu2＋以CuS形式沉淀出来。A.ZnFe2O4可以写成ZnO·Fe2O3，ZnO和Fe2O3与酸反应生成Zn2＋、Fe3＋，因此“酸浸”中ZnFe2O4发生反应的离子方程式为ZnFe2O4＋8H＋===Zn2＋＋2Fe3＋＋4H2O，故A说法正确；B.“净化Ⅱ”的目的是将Cu2＋以CuS形式沉淀出来，发生反应ZnS（s）＋Cu2＋ CuS（s）＋Zn2＋，根据沉淀转化规律，推出Ksp（ZnS）＞Ksp（CuS），故B说法正确；C.过氧化氢受热易分解，温度过高会使过氧化氢分解，造成原料浪费，因此不是反应温度越高越好，故C说法错误；D.“净化Ⅱ”得到的溶液中的溶质主要为ZnSO4，电解硫酸锌溶液，阴极电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，阳极电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，氧气具有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，因此氧气可以替换过氧化氢，故D说法正确。
√
4．镍电池芯废料中主要含有金属镍，还含有金属钴、铁、铝。一种从镍电池芯废料中回收金属的工艺流程如下。下列说法正确的是（ 　）
A．“酸浸”时，若改用浓硫酸，反应速率更大、效果更好
B．H2O2在“氧化除杂”和“酸溶”中的作用不同
C．“钴镍分离”时发生反应的离子方程式为
ClO－＋2Co2＋＋4OH－＋H2O===Cl－＋2Co（OH）3↓
D．“结晶”时，快速蒸发溶液，得到的晶体颗粒较大
解析：A.浓硫酸会使铁、铝发生钝化，反应速率减小，A错误； B．H2O2在“氧化除杂”中是将亚铁离子转化为铁离子，过氧化氢起氧化剂作用，“酸溶”中是将三价钴转化为二价钴，过氧化氢起还原剂作用，B正确；C.“钴镍分离”时次氯酸根离子、二价钴离子发生反应转化为氢氧化钴沉淀，反应中所得溶液为酸性，故离子方程式为ClO－＋5H2O＋2Co2＋===2Co（OH）3↓＋Cl－＋4H＋，C错误；D.“结晶”时，缓慢蒸发溶液，得到的晶体颗粒较大，D错误。微专题6　“微流程”——常见过渡金属及其化合物的转化
INCLUDEPICTURE "核心精讲.tif"
1．锌及其化合物
INCLUDEPICTURE "25TH106A.TIF"
INCLUDEPICTURE "25TH106B.TIF"
2．钛及其化合物
INCLUDEPICTURE "25TH107.TIF"
3．钒及其化合物
INCLUDEPICTURE "25TH108.TIF"
4．铬及其化合物
INCLUDEPICTURE "25TH109.TIF"
5．锰及其化合物
INCLUDEPICTURE "25TH110A.TIF"
INCLUDEPICTURE "25TH110B.TIF"
6．钴、镍及其化合物
钴和镍都是较稳定的金属，常温下在空气中能稳定存在，加热条件下可生成CoO、NiO。常见化合价为0、＋2、＋3价。
化合价 ＋2价的Co和Ni ＋3价的Co和Ni
性质 中间价态，具有氧化性和还原性 具有强氧化性
对应物质 氧化物 主要表现氧化性，CoO在一定条件下可被H2、C或CO还原成单质钴 酸性环境中发生反应，如Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O、Ni2O3＋6HCl===2NiCl2＋Cl2↑＋3H2O
氢氧化物 表现还原性：①Co（OH）2在空气中被缓慢地氧化为棕褐色的Co（OH）3；②Ni（OH）2在空气中较稳定，可采用强氧化剂在碱性条件下将其氧化 酸性溶液中被还原，如在盐酸中，2Co（OH）3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋6H2O、2NiO（OH）＋6HCl===2NiCl2＋Cl2↑＋4H2O；在H2SO3溶液中，2Co（OH）3＋H2SO3＋2H＋===2Co2＋＋SO＋5H2O、2NiO（OH）＋H2SO3＋2H＋===2Ni2＋＋SO＋3H2O
INCLUDEPICTURE "即时巩固.tif"
【练真题】
1．（2023·新高考辽宁卷）某工厂采用如下工艺制备Cr（OH）3，已知焙烧后Cr元素以＋6价形式存在。下列说法错误的是（　B　）
INCLUDEPICTURE "23HBH22.TIF"
A．“焙烧”中产生CO2
B．滤渣的主要成分为Fe（OH）2
C．滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrO
D．淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
解析：“焙烧”时Cr2O3发生反应：2Cr2O3＋4Na2CO3＋3O24Na2CrO4＋4CO2，有CO2产生，A项正确；“焙烧”时FeO发生反应：4FeO＋O22Fe2O3，滤渣的主要成分为Fe2O3，B项错误；“水浸”后滤液①中主要溶质为Na2CrO4，Cr元素的主要存在形式为CrO，C项正确；淀粉水解生成葡萄糖，葡萄糖具有还原性，能将CrO还原为Cr（OH）3，D项正确。
2．（2023·新高考福建卷）从炼钢粉尘（主要含Fe3O4、Fe2O3和ZnO）中提取锌的流程如下：
INCLUDEPICTURE "23FJ3.TIF"
“盐浸”过程中ZnO转化为[Zn（NH3）4]2＋，并有少量Fe2＋和Fe3＋浸出。下列说法错误的是（　B　）
A．“盐浸”过程中若浸液pH下降，则需补充NH3
B．“滤渣”的主要成分为Fe（OH）3
C．“沉锌”过程发生反应[Zn（NH3）4]2＋＋4H2O＋S2－===ZnS↓＋4NH3·H2O
D．应合理控制（NH4）2S用量，以便滤液循环使用
解析：“盐浸”过程中ZnO转化为[Zn（NH3）4]2＋，发生反应ZnO＋2NH3＋2NH===[Zn（NH3）4]2＋＋H2O，根据题中信息可知，Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解，通入空气氧化后Fe2＋和Fe3＋转化为Fe（OH）3；“沉锌”过程发生反应：[Zn（NH3）4]2＋＋4H2O＋S2－===ZnS↓＋4NH3·H2O，经过滤、洗涤、干燥后，得到产物ZnS及含NH4Cl和NH3·H2O的滤液。A.“盐浸”过程中消耗氨，若浸液pH下降，则需补充NH3，A正确；B.由分析可知，“滤渣”的主要成分为Fe3O4和Fe2O3，只含少量的Fe（OH）3，B错误；C.“沉锌”过程发生反应[Zn（NH3）4]2＋＋4H2O＋S2－===ZnS↓＋4NH3·H2O，C正确；D.应合理控制（NH4）2S用量，以便滤液循环使用，D正确。
【练模拟】
3．锌焙砂（主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量FeO、CuO等）可用于湿法制锌，其流程如下图所示。下列说法错误的是（　C　）
INCLUDEPICTURE "25TH111.TIF"
A．“酸浸”中ZnFe2O4发生的反应为ZnFe2O4＋8H＋===Zn2＋＋2Fe3＋＋4H2O
B．用ZnS除去溶液中的Cu2＋的依据是Ksp（ZnS）＞Ksp（CuS）
C．为提高生产效率，“酸浸”“净化Ⅰ”“净化Ⅱ”的反应温度越高越好
D．“电解”的产物之一可用于替换“净化Ⅰ”中的H2O2
解析：锌焙砂中（主要含ZnO、ZnFe2O4，还含少量FeO、CuO等）加入硫酸“酸浸”，ZnO、ZnFe2O4、FeO、CuO转化成相应的硫酸盐，加入过氧化氢，利用过氧化氢的氧化性，将Fe2＋氧化成Fe3＋，加入ZnO，调节pH，使Fe3＋以Fe（OH）3形式沉淀出来，过滤，加入过量ZnS，将Cu2＋以CuS形式沉淀出来。A.ZnFe2O4可以写成ZnO·Fe2O3，ZnO和Fe2O3与酸反应生成Zn2＋、Fe3＋，因此“酸浸”中ZnFe2O4发生反应的离子方程式为ZnFe2O4＋8H＋===Zn2＋＋2Fe3＋＋4H2O，故A说法正确；B.“净化Ⅱ”的目的是将Cu2＋以CuS形式沉淀出来，发生反应ZnS（s）＋Cu2＋ CuS（s）＋Zn2＋，根据沉淀转化规律，推出Ksp（ZnS）＞Ksp（CuS），故B说法正确；C.过氧化氢受热易分解，温度过高会使过氧化氢分解，造成原料浪费，因此不是反应温度越高越好，故C说法错误；D.“净化Ⅱ”得到的溶液中的溶质主要为ZnSO4，电解硫酸锌溶液，阴极电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，阳极电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，氧气具有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，因此氧气可以替换过氧化氢，故D说法正确。
4．镍电池芯废料中主要含有金属镍，还含有金属钴、铁、铝。一种从镍电池芯废料中回收金属的工艺流程如下。下列说法正确的是（　B　）
INCLUDEPICTURE "25TH112.TIF"
A．“酸浸”时，若改用浓硫酸，反应速率更大、效果更好
B．H2O2在“氧化除杂”和“酸溶”中的作用不同
C．“钴镍分离”时发生反应的离子方程式为ClO－＋2Co2＋＋4OH－＋H2O===Cl－＋2Co（OH）3↓
D．“结晶”时，快速蒸发溶液，得到的晶体颗粒较大
解析：A.浓硫酸会使铁、铝发生钝化，反应速率减小，A错误； B．H2O2在“氧化除杂”中是将亚铁离子转化为铁离子，过氧化氢起氧化剂作用，“酸溶”中是将三价钴转化为二价钴，过氧化氢起还原剂作用，B正确；C.“钴镍分离”时次氯酸根离子、二价钴离子发生反应转化为氢氧化钴沉淀，反应中所得溶液为酸性，故离子方程式为ClO－＋5H2O＋2Co2＋===2Co（OH）3↓＋Cl－＋4H＋，C错误；D.“结晶”时，缓慢蒸发溶液，得到的晶体颗粒较大，D错误。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑