高三化學(xué)高考備考一輪復(fù)習(xí)工業(yè)流程題中的過(guò)渡元素專題訓(xùn)練

工業(yè)流程中經(jīng)常涉及的過(guò)渡元素的氧化還原反應(yīng)方程式的專項(xiàng)練習(xí)（一）一、鉻元素鉻是1797年法國(guó)化學(xué)家沃克蘭在分析鉻鉛礦是首先發(fā)現(xiàn)的。鉻的原意是顏色，主要礦石有鉻鐵礦FeCrO4,煉鋼所用的鉻單質(zhì)通常由鉻鐵礦和碳在電爐中反應(yīng)得到，其中產(chǎn)物有單質(zhì)鐵和一種還原性氣體，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)方程式酸性的重鉻酸鉀溶液可以檢查酒駕，其中乙醇被氧化成乙酸，書(shū)寫(xiě)出該過(guò)程的離子方程式鉻以從消化道進(jìn)入人體為主，鉻中毒可引起鼻炎、咽喉炎、惡心和胃腸功能紊亂等。因此，必須對(duì)含鉻廢水進(jìn)行處理。目前研究和采取的方法主要有三種還原法在酸性介質(zhì)中，將Cr2O72—用還原劑NaHSO3還原成三價(jià)鉻離子，調(diào)節(jié)PH為6~8，使其以Cr(OH)3沉淀析出，灼燒氧化物回收。寫(xiě)出還原過(guò)程中的離子方程式電解法將含Cr2O72—的廢水放入電解槽內(nèi)，用石墨和鐵做電極進(jìn)行電解，則陽(yáng)極材料應(yīng)該是（填“石墨”或“Fe”），每沉淀1mol的Cr(OH)3沉淀，陽(yáng)極質(zhì)量變化克離子交換法采用季胺型強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂，使廢水中Cr（Ⅵ）與樹(shù)脂上的OH—發(fā)生離子交換反應(yīng)：2RN—OH+CrO42—→(RN)2—CrO4+2OH—現(xiàn)測(cè)得交換前后，溶液的PH值由11變成13，則溶液中CrO42—的濃度變化了mol/L。答案一、1.FeCrO4+4C=Fe+2Cr+4CO3CH3CH2OH+2Cr2O72—+16H+=3CH3COOH+4Cr3++11H2O（1）Cr2O72—+3HSO3—+5H+=2Cr3+++3SO42—+4H2OFe1680.005二、錳元素1.錳元素由1774年瑞典化學(xué)家甘恩用軟錳礦與木炭和油的混合物一起加熱，首次得到游離錳，實(shí)際上金屬錳常用鋁熱法由軟錳礦還原制得。因鋁與軟錳礦（二氧化錳）反應(yīng)劇烈，故先將軟錳礦強(qiáng)熱使之轉(zhuǎn)變?yōu)镸n3O4,然后與鋁粉混合燃燒，寫(xiě)出該過(guò)程涉及的化學(xué)方程式，2.從錳元素的化合價(jià)來(lái)分析，二氧化錳中錳處于中間價(jià)態(tài)，在酸性條件下具有較強(qiáng)的氧化性，在堿性條件下是一種還原劑，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳制氯氣的離子方程式，MnO2和KOH混合物于空氣中加熱熔融，可以得到綠色的錳酸鉀，該反應(yīng)的方程式為3.高錳酸鉀是錳元素的最高氧化態(tài)化合物之一，所以它的特征性質(zhì)是強(qiáng)氧化性，其氧化能力和還原產(chǎn)物隨著溶液的酸度不同。例如，KMnO4與Na2SO3在酸性和堿性介質(zhì)中的還原產(chǎn)物分別為Mn2+和MnO42—，請(qǐng)書(shū)寫(xiě)出上述所設(shè)計(jì)的兩個(gè)離子方程式、答案二、1.3MnO2=Mn3O4+O23Mn3O4+8Al=9Mn+4Al2O3MnO2+4H+=Mn2++Cl2+2H2O2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O2MnO4—+5SO32—+6H+=2Mn2++5SO42—+3H2O2MnO4—+SO32—+2OH—=2MnO42—+SO42—+H2O鈦元素鈦可用于制造人造關(guān)節(jié)和接骨，因?yàn)殁亴?duì)體液無(wú)毒和惰性，與肌肉和骨骼生長(zhǎng)在一起，故又有“生物金屬”之稱。鈦的主要礦石是鈦鐵礦FeTiO3,工業(yè)上處理鈦鐵礦得到綠礬和TiO2的流程如圖所示已知：1.鈦鐵礦與濃硫酸反應(yīng)后，其中鈦元素以TiOSO4存在,，鐵元素沒(méi)有化合價(jià)的變化。2.TiO2+水解會(huì)得到偏鈦酸H2TiO3(不溶于水）鈦鐵礦鈦鐵礦→酸分解→浸出→還原沉降→冷卻結(jié)晶→濃縮→水解分離→偏鈦酸→煅燒↑鐵↑↑鐵↑水↑濃硫酸↓↓綠礬1.為了提高酸分解是原料的利用率，可以采用什么辦法寫(xiě)出酸分解時(shí)的反應(yīng)方程式2.綠礬的化學(xué)式是，還原沉降過(guò)程中加入單質(zhì)鐵的作用3.水解分離的化學(xué)方程式為4.煅燒的化學(xué)方程式是5.溶液中的Ti3+可以用Fe3+為氧化劑進(jìn)行滴定，其反應(yīng)為：Ti2(SO4)3+Fe2(SO4)3=2Ti(SO4)2+2FeSO4該滴定過(guò)程中的指示劑可以選擇，終點(diǎn)的現(xiàn)象是答案三、1.礦石粉末化FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2OFeSO4·7H2O避免Fe2+被氧化TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4H2TiO3=TiO2+H2OKSCN溶液當(dāng)?shù)稳胱詈笠欢?biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，錐形瓶中溶液變?yōu)檠t色，且30秒內(nèi)不恢復(fù)原色。四銅元素銅是人類歷史上最早大規(guī)模使用的金屬，我國(guó)古代的青銅器工藝舉世聞名。我國(guó)的銅礦儲(chǔ)量位居世界第三位，自然界中銅有兩種形式存在，但是游離銅很少，主要以黃銅礦CuFeS2存在。銅單質(zhì)的冶煉，歷史悠久，其中火法煉銅主要經(jīng)過(guò)以下幾步，如圖所示： ↓O2黃銅礦的富集→焙燒→制冰銅→制泡銅→制精銅→電解精煉制純銅↓SO2（一）1.已知焙燒后礦石主要成分為Cu2S和FeS，寫(xiě)出焙燒過(guò)程中的化學(xué)方程式2.上述制精銅步驟中得到的是含銅99.5%左右的精銅，用該精銅通過(guò)電解制取純銅是，為陽(yáng)極（填“精銅”或者“純銅”），電解液要選擇含大量的溶液（填離子符號(hào)），陰極電極反應(yīng)式。陽(yáng)極每減少64克時(shí)，通過(guò)電路中的電子2mol（填“>”“<”或者“=”）。（二）我國(guó)古代很早就認(rèn)識(shí)到銅鹽溶液里面的銅能被鐵取代，從而發(fā)明了“水法煉銅”的新途徑，這是濕法煉銅技術(shù)的起源，該方法所涉及的離子方程式在含有二氧化碳的潮濕空氣中放久后，銅表面會(huì)慢慢生成一層綠色的銅銹，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。銅、銀、金都不能與稀鹽酸或稀硫酸作用放出氫氣，但是有空氣存在時(shí)，銅可以緩慢溶解于稀酸中，請(qǐng)寫(xiě)出銅溶于稀硫酸的化學(xué)方程式答案（一）1.2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2精銅Cu2+Cu2++2e—=Cu<（二）Cu2++Fe=Cu+Fe2+（三）2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO32Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O五鋅元素某工廠產(chǎn)生的廢渣中主要含有ZnO，另含有少量FeO、CuO、SiO2等，某科研人員設(shè)計(jì)的用廢渣制取高純ZnO的工藝流程圖如下圖所示。已知：25℃時(shí)，部分物質(zhì)的Ksp相關(guān)信息如表所示：CuSZnS（1）“酸浸”步驟中發(fā)生的離子反應(yīng)有___________個(gè)。（2）“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________。（3）“除鐵”時(shí)除了加ZnO，還可以加入___________(填化學(xué)式)（4）若“氧化”后所得濾液中，，“除鐵”操作中為了使鐵元素完全除去(除去完全)，又不影響高純ZnO的產(chǎn)量，可以調(diào)節(jié)pH的范圍是___________，濾渣B為_(kāi)__________。（5）有同學(xué)認(rèn)為各步驟中加入的試劑不變，將該工藝流程設(shè)計(jì)為“酸浸”→“氧化”→“除銅”→“除鐵”………也可以除去和，并回收CuS和，該設(shè)計(jì)是否合理___________(填“是”或“否”