2026版红对勾一轮复习讲与练高考化学第四章 微专题（三）金属及其化合物制备的“微流程设计”.docxVIP

微专题（三）金属及其化合物制备的“微流程设计”

1．了解常考过渡金属及其化合物的性质与转化

(1)锌及其化合物

①Zn(OH)2＋2OH－===[Zn(OH)4]2-；

②Zn(OH)2＋2H＋===Zn2+＋2H2O；

③ZnO＋2H＋===Zn2+＋H2O；

④ZnO＋2OH－＋H2O===[Zn(OH)4]2-。

(2)钒的化合物

①V2O5：两性氧化物，但以酸性为主，与碱发生反应，如V2O5＋6NaOH===2Na3VO4＋3H2O；有较强的氧化性，如能发生反应V2O5＋6HCl（浓）===2VOCl2＋Cl2↑＋3H2O。

②NH4VO3：加热条件下不稳定，发生反应2NH4VO3eq\o(=====,\s\up7(△))V2O5＋2NH3↑＋H2O。

(3)铬的化合物

①Cr2O3：两性氧化物，Cr2O3＋6H＋===2Cr3+＋3H2O，Cr2O3＋2OH－===2CrOeq\o\al(－,2)＋H2O。

②Cr(OH)3：两性氢氧化物，Cr(OH)3＋3H＋===Cr3+＋3H2O，Cr(OH)3＋OH－===CrOeq\o\al(－,2)＋2H2O。

③CrOeq\o\al(2-,4)与Cr2Oeq\o\al(2-,7)

a．可相互转化，2CrOeq\o\al(2-,4)（黄色）＋2H＋??Cr2Oeq\o\al(2-,7)（橙色）＋H2O。

b．强氧化性，如5H＋＋Cr2Oeq\o\al(2-,7)＋3HSOeq\o\al(－,3)===2Cr3+＋3SOeq\o\al(2-,4)＋4H2O，2CrOeq\o\al(2-,4)＋16H＋＋6Cl－===2Cr3+＋3Cl2↑＋8H2O。

(4)钛的化合物

①TiO2：能与浓碱溶液缓慢反应，TiO2＋2NaOH（浓）===Na2TiO3＋H2O。常用金红石制备钛：TiO2＋2Cl2＋2Ceq\o(=====,\s\up7(△))TiCl4＋2CO、2Mg＋TiCl4eq\o(=====,\s\up7(△))2MgCl2＋Ti。

②TiCl4：暴露在潮湿空气中会冒出白烟，TiCl4＋3H2O===H2TiO3↓＋4HCl或TiCl4＋2H2O===TiO2↓＋4HCl。

(5)钴的配合物

①Co(Ⅱ)与H2O、Cl－配合的平衡转化：[Co(H2O)6]2+粉红色eq\o(?==?,\s\up7(Cl－),\s\do5(H2O))[CoCl4]2-蓝色

②Co(Ⅱ)的配合物具有较强的还原性：Co2+＋6NH3―→[Co(NH3)6]2+eq\o(―――→,\s\up7(O2))[Co(NH3)6]3+

(6)锰的化合物

①MnO2：黑色粉末，锰元素为＋4价，酸性条件下具有强氧化性。

②KMnO4：紫黑色晶体，锰元素为＋7价，具有强氧化性，不同介质中还原产物不同，MnOeq\o\al(－,4)（酸性）→Mn2+；MnOeq\o\al(－,4)（中性）→MnO2；MnOeq\o\al(－,4)（碱性）→MnOeq\o\al(2-,4)。

2．掌握“微流程”的分析方法

(1)“四线”分析法

(2)“四线”解读

①试剂线：分清各步加入试剂的作用，一般是为了除去杂质或进行目标元素及其化合物间的转化等。

②操作线：分离杂质和产品需要进行的分离提纯操作等。

③杂质线：分清各步去除杂质的种类，杂质的去除顺序、方法及条件等。

④产品线：工艺流程主线，关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行分离、提纯的操作方法，实质是目标元素及其化合物的转化。

题型一从矿物中提取物质

【例1】（2024·贵州卷）贵州重晶石矿（主要成分BaSO4）储量占全国eq\f(1,3)以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究，开发了制备高纯纳米钛酸钡(BaTiO3)工艺。部分流程如下：

下列说法正确的是(B)

A．“气体”主要成分是H2S，“溶液1”的主要溶质是Na2S

B．“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥

C．“合成反应”中生成BaTiO3的反应是氧化还原反应

D．“洗涤”时可用稀硫酸去除残留的碱，以提高纯度

解析：重晶石矿（主要成分为BaSO4）通过一系列反应，转化为BaS溶液；加盐酸酸化，生成BaCl2和H2S气体；在BaCl2溶液中加入过量的NaOH，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到Ba(OH)2·8H2O；过滤得到的溶液1的溶质主要含NaCl及过量的NaOH；Ba(OH)2·8H2O加水溶解后，加入Ti(OC4H9)4，进行合成反应，得到BaTiO3粗品，最后洗涤得到最终产品。由分析可知，A错误，B正确；“合成反应”是Ba(OH)2·8H2O和Ti(OC4H9)4反应生成B