2022高考化學一輪復習學案：3.6高考考查新載體（兩性金屬與變價金屬）-歸納拓展

1、PAGE14第6課時歸納拓展高考考查新載體兩性金屬與變價金屬高考題“題在書外、理在書中”，陌生金屬元素及其化合物，雖然考試大綱中沒有要求掌握，但在高考題中卻經(jīng)常涉及，如元素Mn、Cr、Co、Ni、Be等。命題者常以此類元素及其化合物為載體，命制考綱中要求的元素及其化合物的性質(zhì)、化學方程式離子方程式、反應理論、相關(guān)實驗等方面的問題。雖然高考不要求，但平時多了解、認識、儲備相關(guān)物質(zhì)及其性質(zhì)，更有利于考生讀題、審題和解題。類型一兩性金屬及其化合物eqavs4al一鈹和鋁有相似的化學性質(zhì)1二者均能溶于酸溶液也能溶于堿溶液Be2NaOH2H2O=Na2BeOH4H2或Be2NaOH=Na2BeO2H22

2、Al2NaOH6H2O=2NaAlOH43H2或2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22兩者的氫氧化物均為兩性氫氧化物，易溶于強堿溶液BeOH22NaOH=Na2BeOH4或BeOH22NaOH=Na2BeO22H2OAlOH3NaOH=NaAlOH4或AlOH3NaOH=NaAlO22H2O典例1鋁、鈹及其化合物具有相似的化學性質(zhì)，已知反應：BeCl2Na2BeO22H2O=2NaCl2BeOH2能完全進行，則下列推斷正確的是ABeOH2既能溶于鹽酸，又能溶于NaOH溶液B因BeCl2水溶液的導電性強，故BeCl2是離子化合物C常溫下Na2BeO2溶液的n2在酸性溶液中的穩(wěn)定性強于在

3、堿性溶液中的穩(wěn)定性。1Mn2的性質(zhì)1酸性介質(zhì)只有很強的氧化劑鉍酸鈉、二氧化鉛才能氧化Mn2到MnOeqoal,4：2Mn25BiOeqoal,314H=5Bi32MnOeqoal,47H2O2Mn25nOeqoal,45n2的量不能太多，否則：2MnOeqoal,43Mn22H2O=5MnO24H。2堿性介質(zhì)在堿性條件下Mn2容易被氧化ClOMn22OH=ClMnO2H2O2Mn化合物的性質(zhì)MnOeqoal2,4存在于強堿性溶液中，在酸性、中性環(huán)境均發(fā)生歧化。3MnOeqoal2,42H2O=2MnOeqoal,4MnO24OH3MnOeqoal2,44H=2MnOeqoal,4MnO22H2

4、O3KMnO4的性質(zhì)熱穩(wěn)定性差，通常保存在棕色試劑瓶中：4KMnO42H2Oeqo=,sunO23O24KOH1在酸性介質(zhì)中，MnOeqoal,4具有強氧化性，本身被還原為Mn2。MnOeqoal,45Fe28H=Mn25Fe34H2O2MnOeqoal,416H10Cl=2Mn25Cl28H2O2MnOeqoal,46H5H2C2O4=2Mn210CO28H2O2MnOeqoal,46H5H2O2=2Mn25O28H2O2在堿性、中性或微弱酸性溶液中，MnOeqoal,4仍舊是氧化劑，本身被還原為MnO2。2MnOeqoal,4IH2O=2MnO2IOeqoal,32OH3在強堿性溶液中，當

5、MnOeqoal,4過量時，還原產(chǎn)物是MnOeqoal2,4，2MnOeqoal,4SOeqoal2,32OH=2MnOeqoal2,4SOeqoal2,4H2O。典例2高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑。以下是工業(yè)上用軟錳礦主要成分MnO2制備高錳酸鉀的流程圖。1軟錳礦粉碎的目的是_。軟錳礦、KOH混合物在空氣中加熱熔融反應生成K2MnO4的化學方程式為_。操作的名稱為_。2反應b的化學方程式為_。以上生產(chǎn)流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是CaOH2、CO2、_、_。工業(yè)上用上述原理生產(chǎn)KMnO4方法產(chǎn)率較低，較好的制備方法是電解法。用nO4溶液，陽極的電極反應式為_。3KMnO4是一種較穩(wěn)定的化

6、合物，但日光對KMnO4溶液的分解有催化作用，生成MnO2、KOH和O2。而MnO2也是該分解反應的一種催化劑，請你設計一個實驗方案，驗證MnO2對該分解反應具有催化性。簡述實驗操作、現(xiàn)象及相關(guān)結(jié)論：_。解析1將軟錳礦粉碎的目的是增大反應物的接觸面積，提高反應速率和效率，MnO2與KOH和O2發(fā)生氧化還原反應生成K2MnO4和水，化學方程式為2MnO2O24KOHeqo=,sunO42H2O，由KMnO4粗晶體制得KMnO4晶體用重結(jié)晶的方法。2反應b是K2MnO4在水溶液中與CO2反應生成KMnO4、K2CO3和MnO2，反應的化學方程式為3K2MnO42CO2=2KMnO42K2CO3Mn

7、O2。由流程圖可知，制備KMnO4的流程中循環(huán)使用的物質(zhì)有CaOH2、CO2、MnO2和KOH。電解K2MnO4制KMnO4的陽極反應式為MnOeqoal2,4e=MnOeqoal,4。3利用對比實驗，通過KMnO4溶液紫紅色褪色時間的長短來比較MnO2對KMnO4分解反應是否有催化作用。答案1增大反應物接觸面積，加快反應速率，使反應物反應完全2MnO2O24KOHeqo=,sunO42H2O重結(jié)晶23K2MnO42CO2=2KMnO42K2CO3MnO2MnO2KOHMnOeqoal2,4e=MnOeqoal,43取兩份等體積、等濃度的KMnO4溶液，在同樣條件下，只在其中一份中加入少量Mn

8、O2，觀察到加MnO2的溶液紫紅色褪去的較快，說明MnO2對KMnO4分解有催化作用其他合理答案也可eqavs4al三鉻及其化合物的性質(zhì)1鉻的氧化物與氫氧化物Cr2O3和CrOH3具有兩性，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：eqavs4al,Cr3,紫色eqo,sup7OH,sdo5Heqavs4al,CrOH3,灰藍色eqo,sup7OH,sdo5Heqavs4al,CrOH4,綠色相關(guān)反應的離子方程式：Cr33OH=CrOH3CrOH3OH=CrOH4CrOH4H=CrOH3H2OCrOH33H=Cr33H2O2鉻元素的變價研究鉻元素的常見價態(tài)有6、3、2。在酸性介質(zhì)中，Cr2具有強的還原性，6價鉻Cr2O

9、eqoal2,7、CrOeqoal2,4具有強氧化性，Cr3的還原性較弱，只有用強氧化劑才能將Cr3氧化成Cr2Oeqoal2,7，在堿性介質(zhì)中，CrOeqoal2,4的穩(wěn)定性強。鉻最重要的化合物是K2Cr2O7，在水溶液中Cr2Oeqoal2,7和CrOeqoal2,4存在下列平衡：2CrOeqoal2,42HCr2Oeqoal2,7H2O黃色橙紅色在堿性溶液中，CrOH4可以被H2O2氧化為CrOeqoal2,4，在酸性溶液中CrOeqoal2,4轉(zhuǎn)變?yōu)镃r2Oeqoal2,7。1Cr的還原性Cr3在酸性條件下是穩(wěn)定的，但在堿性條件下能氧化成CrOeqoal2,4，2Cr33H2O210O

10、H=2CrOeqoal2,48H2O。在堿性溶液中，亞鉻酸鹽CrOeqoal,2可以被H2O2或Na2O2氧化成鉻酸鹽2CrOeqoal,23H2O22OH=2CrOeqoal2,44H2O2CrOeqoal,23Na2O22H2O=2CrOeqoal2,46Na4OH2Cr的氧化性在酸性溶液中，Cr2Oeqoal2,7具有強氧化性，但在堿性溶液中CrOeqoal2,4的氧化性要弱的多Cr2Oeqoal2,73SOeqoal2,38H=2Cr33SOeqoal2,44H2OCr2Oeqoal2,76I14H=2Cr33I27H2OCr2Oeqoal2,76Cl14H=2Cr33Cl27H2OC

11、r2Oeqoal2,76Fe214H=2Cr36Fe37H2O典例3鉻是不銹鋼中一種重要的元素，鉻的毒性與其存在的價態(tài)有關(guān)，低價鉻對人體基本無害，六價鉻比三價鉻毒性高100倍，并易被人體吸收且在體內(nèi)蓄積，有關(guān)含鉻化合物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖甲?；卮鹣铝袉栴}：1從圖甲中信息判斷，CrOH3是_氫氧化物填“酸性”、“堿性”或“兩性”，相關(guān)反應的離子方程式為_。2圖甲中所示轉(zhuǎn)化過程中需要加入氧化劑的是_填寫表示轉(zhuǎn)化過程的小寫字母。3在水溶液中橙色的Cr2Oeqoal2,7與黃色的CrOeqoal2,4有下列平衡關(guān)系：Cr2Oeqoal2,7H2O2CrOeqoal2,42H。向K2Cr2O7稀溶液中加入

12、NaOH溶液后，溶液顏色的變化是_。4CrO3具有強氧化性，熱穩(wěn)定性較差，加熱時逐步分解，其固體殘留率eqblcrcavs4alco1f剩余固體的質(zhì)量,原始固體的質(zhì)量100%隨溫度的變化如圖乙所示。三氧化鉻在稀硫酸環(huán)境中氧化乙醇，CrO3變?yōu)榫G色的Cr2SO43，乙醇被完全氧化為CO2，則其化學方程式是_。圖乙中B點所示固體的化學式是_。解析1由圖轉(zhuǎn)化關(guān)系可知CrOH3可與酸反應生成Cr3，離子方程式為CrOH33H=Cr33H2O，與堿反應生成CrOeqoal,2，離子方程式為CrOH3OH=CrOeqoal,22H2O；2Cr3轉(zhuǎn)化為CrOeqoal2,4，CrOeqoal,2轉(zhuǎn)化為CrO

13、eqoal2,4，Cr元素化合價升高，需加入氧化劑；3向K2Cr2O7稀溶液中加入NaOH溶液，平衡正向移動，顏色由橙色變?yōu)辄S色；4酸性條件下，CrO3和C2H5OH發(fā)生氧化還原反應生成Cr2SO43和CO2，方程式為4CrO3C2H5OH6H2SO4=2Cr2SO432CO29H2O；設CrO3的質(zhì)量為100g，則CrO3中鉻元素的質(zhì)量為100geqf52,5216352g，B點時固體的質(zhì)量為100g76%76g，Cr的質(zhì)量沒有變，所以生成物中Cr元素的質(zhì)量為52g，氧元素的質(zhì)量為76g52g24g，Cr、O原子個數(shù)比為eqf52,52eqf24,1623，所以B點時剩余固體的成分是Cr2O

14、3。答案1兩性CrOH33H=Cr33H2O、CrOH3OH=CrOeqoal,22H2O2dg3由橙色變?yōu)辄S色44CrO3C2H5OH6H2SO4=2Cr2SO432CO29H2OCr2O3典例4已知在水溶液中Cr2Oeqoal2,7呈橙色，CrOeqoal2,4呈黃色，Cr3呈綠色，當K2Cr2O7晶體溶于水時，存在下列平衡：Cr2Oeqoal2,7H2O2CrOeqoal2,42H1向K2Cr2O7溶液中滴加H2SO4溶液時，觀察到的現(xiàn)象是_。2再向1中所得溶液中通入H2S氣體，觀察到溶液呈綠色，并有黃色沉淀生成，此反應的離子方程式是_。3向1中所得的溶液中加入KI和淀粉的混合溶液，其現(xiàn)象是_，這時原溶液中數(shù)目減少的離子是_。解析1K2Cr2O7溶液中存在：Cr2Oeqoal2,7H2O2CrOeqoal2,42H橙色黃色向溶液中加入稀H2SO4，cH增大，平衡左移，cC