湖南省高考化学二轮复习讲义课时78 过渡元素钒铬锰等学案 学生版Word文件下载.docx
《湖南省高考化学二轮复习讲义课时78 过渡元素钒铬锰等学案 学生版Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖南省高考化学二轮复习讲义课时78 过渡元素钒铬锰等学案 学生版Word文件下载.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
过渡元素有关知识只是试题的载体，只是用过渡元素知识创造一个陌生的环境，重在考查学生的学科素养和学习潜力，在做题和讲评时，一定要通过过渡元素有关试题，掌握化学科思维能力和思想方法，切实提高化学学科的核心素养。
过渡元素有关知识在近几年高考试题出现的主要形式有化工流程题、实验题和选择题。
本节内容分两课时，第一课时：
化工流程题；
第二课时：
实验题和选择题。
第一课时化工流程题类
【课前真题】1、（2017新课标1卷）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。
由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。
（2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl42-形式存在，写出相应反应的离子方程式__________________。
（3）TiO2·
xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：
温度/℃
30
35
40
45
50
TiO2·
xH2O转化率%
92
95
97
93
88
分析40℃时TiO2·
xH2O转化率最高的原因__________________。
（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。
（5）若“滤液②”中c（Mg2＋）＝0.02mol·
L－，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中c（Fe3＋）＝1.0×
10-5mol·
L－，此时是否有Mg3（PO4）2沉淀生成？
（列式计算）。
FePO4、Mg3（PO4）2的Ksp分别为1.3×
10-22、1.0×
10-24。
（6）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式。
2．（2016年全国3卷）以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法制硫酸的催化剂。
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：
物质
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
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：
（1）“酸浸”时V2O5转化为VO+2，反应的离子方程式为___________，同时V2O4转化成VO2+。
“废渣1”的主要成分是__________________。
（2）“氧化”中欲使3mol的VO2+变为VO+2，则需要氧化剂KClO3至少为_______mol。
（3）“中和”作用之一是使钒以V4O4－12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+V4O4－12R4V4O12+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”）。
（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__________________________________。
课堂精讲
【解题思路】
1.化工流程题的特点
这类试题以真实的工业生产作为背景，选材范围广，陌生度大，起点高，落点低，结构新颖，提问灵活，有较好的区分度。
且题材多，无法猜题，能较好的体现公平、公正的高考选拔原则。
而过渡元素内容丰富，化合价变化多，产物形式多样，给命题者提供了很好命题素材。
2．化工流程题审题三步骤
（1）读题干——明确原料成分和生产目的。
（2）读流程——分析明确流程转化原理和目的。
（3）读设问——明确所答问题，答什么。
3．化工流程题破题关键
（1）看原料：
明确化工生产或化学实验所需的材料。
（2）看目的：
把握题干中的“制备”或“提纯”等关键词，确定化工生产或化学实验的目的。
（3）看箭头：
进入的是投料（即反应物）；
出去的是生成物（包括主产物和副产物）。
（4）看三线：
主线主产品；
分支副产品；
回头为循环。
（5）找信息：
明确反应条件的控制和分离提纯方法。
（6）关注所加物质的可能作用：
参与反应、提供反应环境、满足定量要求。
3.化工流程题的类型
（1）制备类型解题思路
（2）提纯类型解题思路
【典例剖析】1.（2018·
江西省吉安一中、九江一中等高三4月联考）钼（Mo）是一种重要的过渡金属元素，常见化合价为＋6、＋5、＋4，金属钼广泛用于冶金、机械制造、电子、照明及一些高科技领域。
钼酸钠（Na2MoO4）是一种无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂，也可用于制造生物碱、油墨、化肥、钼红颜料等。
如图是化工生产中制备金属钼和钼酸钠的主要流程图，已知钼精矿的主要成分为MoS2，钼酸难溶于水。
（1）MoS2焙烧时反应的化学方程式为_______________________________________________________；
产生的尾气对环境的主要危害是________________________________________________。
（2）操作1中，粗产品中的MoO3与Na2CO3溶液充分反应后，生成Na2MoO4和另外一种物质，该物质的电子式为_____________。
粗产品经过充分碱浸后所得的碱浸液中部分离子的浓度：
c（MoO）＝0.40mol·
L－1，c（SO）＝0.05mol·
L－1。
结晶前应先除去SO，方法是加入Ba（OH）2固体。
假设加入Ba（OH）2固体后溶液体积不变，当BaMoO4开始沉淀时，SO的去除率为________。
已知：
Ksp（BaSO4）＝1.1×
10－10，Ksp（BaMoO4）＝4.0×
10－8。
（3）该流程中操作2为过滤，如果在实验室模拟该操作时，发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度分析，可能的原因是___________________________________________________________________________。
（4）重结晶得到的母液可以在下次重结晶时重复使用，但达到一定次数后必须净化处理，原因是____________________________________________________________________________________。
（5）工业上由MoO3制备Mo粉也常用铝热反应，写出该反应的方程式___________________
_____________________________________________________。
（6）操作3在碱性条件下，将钼精矿加入到足量的NaClO溶液中，也可以制备钼酸钠。
该反应的离子方程式为________________________________________________________________________________。
【技巧点拨】对化工流程题分析方法可根据不同流程图不同分别使用如下方法：
（1）首尾分析法：
对一些线型流程工艺（从原料到产品为一条龙的生产工序）试题，首先对比分析流程图中第一种物质（原材料）与最后一种物质（产品），从对比分析中找出原料与产品之间的关系，弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。
（2）分段分析法：
对于用同样的原材料生产多种（两种或两种以上）产品（包括副产品）的工业流程题，用分段分析法更容易找到解题的切入点。
（3）交叉分析法：
有些化工生产选用多组原材料，先合成一种或几种中间产品，再用这一中间产品与部分其他原材料生产所需的主流产品，这种题适合用交叉分析法。
就是将提供的工业流程示意图结合常见化合物的制取原理划分成几条生产流水线，然后上下交叉分析。
【变式训练1】
（2018·
濮阳市高三三模）稀土有工业“黄金”之称，我国稀土资源丰富。
目前从氟碳铈矿（主要化学成分为CeFCO3）提取铈族稀土元素的冶炼处理工艺已经发展到十几种，其中一种提取铈的工艺流程如下：
①焙烧后烧渣中含＋4价的铈及＋3价的其他稀土氟氧化物；
②Ce4＋能与SO结合成[CeSO4]2＋，Ce4＋能被萃取剂[（HA）2]萃取。
请回答下列问题：
（1）CeFCO3中，Ce元素的化合价为________。
（2）“酸浸Ⅰ”过程中CeO2转化为Ce3＋，且产生黄绿色气体，用稀硫酸和H2O2，替换HCl就不会造成环境污染。
则稀硫酸、H2O2与CeO2反应的离子方程式为________________________________________。
（3）“沉淀”步骤中发生的反应为Ce（BF4）3（s）＋3KCl（aq）===3KBF4（s）＋CeCl3（aq）。
已知Ce（BF4）3、KBF4的Ksp分别为a、b，则该反应的平衡常数为________（用含a、b的代数式表示）。
（4）“浸出液”中含有少量Ce4＋及其他稀土元素的离子，可以通过“萃取”与“反萃取”作进一步分离、富集各离子。
“萃取”时Ce4＋与萃取剂[（HA）2]存在的反应为Ce4＋＋n（HA）2Ce（H2n－4A2n）＋4H＋。
用D表示Ce4＋分别在有机层中与水层中存在形式的浓度之比：
D＝，其他条件不变，在浸出液中加入不同量的Na2SO4以改变水层中的c（SO）,D随浸出液中c（SO）增大而减小的原因是_________________________________________________________________________________。
（5）“操作Ⅰ”后，向溶液中加入NaOH溶液，调节溶液的pH可获得Ce（OH）3沉淀，当溶液中离子浓度小于1.0×
10－6mol·
L－1时视为沉淀完全，常温下加入NaOH调节溶液的pH应大于________[已知：
Ce（OH）3的Ksp＝8.0×
10－21；
lg2＝0.3]。
（6）写出“氧化”步骤的化学方程式：
_________________________________________________________。
（7）CeO2是汽车尾气净化催化剂的关键成分，它能在还原气氛中供氧，在氧化气氛中耗氧，在尾气消除过程中发生着CeO2CeO2（1－x）＋xO2↑（0≤x≤0.25）的循环。
写出
升级会员 