常见过渡元素的迁移应用
1．含矾的化合物
(1)五氧化二矾
①两性氧化物
②强氧化性：V2O5＋6HCl(浓)===2VOCl2＋Cl2↑＋3H2O
(2)盐(O2+、)
在酸性介质中具有强氧化性：＋Fe2+＋2H＋===＋H2C2O4＋2H＋===2VO2+＋2CO2↑＋2H2O。
(3)钒酸盐
偏钒酸盐(NH4VO3)、正钒酸盐(Na3VO4)等在加热条件下不稳定：2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O。
2．含铬的化合物
(1)铬的氧化物与氢氧化物
Cr2O3和Cr(OH)3具有两性，其转化关系如下：Cr3+(紫色) Cr(OH)3(灰蓝色)(绿色)。
(2)铬盐
铬元素的常见价态有＋2价、＋3价、＋6价。
①Cr(Ⅱ)：在酸性溶液中，Cr2+具有很强的还原性。
②Cr(Ⅲ)：Cr3+在酸性条件下是稳定的，但在碱性条件下能被氧化成：2Cr3+＋3H2O2＋10OH－===＋8H2O。
在碱性溶液中，亚铬酸盐可以被H2O2或Na2O2氧化成铬酸盐。
③Cr(Ⅵ)：在水溶液中和存在下列转化平衡：(黄色)＋2H＋ (橙红色)＋H2O，酸性条件下以形式存在，碱性条件下以形式存在。
3．含锰的化合物
(1)MnO2
①在酸性介质中具有强氧化性，如MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；遇易燃物可燃烧。
②遇强氧化剂表现还原性，如3MnO2＋3K2CO3＋KClO33K2MnO4＋KCl＋3CO2↑。
③作KClO3、H2O2制备O2的催化剂。
(2)KMnO4与K2MnO4
①相互转化
2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
2K2MnO4＋2H2O2KMnO4＋2KOH＋H2↑
②强氧化性(氧化Fe2+、SO2、I－等)
其他过渡元素(如Sc、Ti、Co、Ni、Ag、Au、Mo等)平时要结合题目注意积累总结。
1．(2025·烟台模拟)用铬铁合金(含少量Ni、Co单质)生产硫酸铬的工艺流程如下：
下列说法错误的是( )
A．“浸出”产生的气体含有H2
B．“除杂”的目的是除去Ni、Co元素
C．流程中产生六价铬化合物
D．“滤渣2”的主要成分是FeC2O4
2．(2025·成都模拟)黏土钒矿(主要成分为钒的＋3、＋4、＋5价的化合物以及SiO2、Al2O3等)中钒的化合物溶于酸后多以VO＋、VO2+、形式存在，采用如图所示工艺流程可由黏土钒矿制备V2O5。已知：V2O5在碱性条件下以形式存在。下列说法不正确的是( )
A．“酸浸氧化”中欲使3 mol VO＋被氧化成，至少需要1 mol KClO3
B．“滤液1”中主要的阴离子有[Al(OH)4]－、、Cl－、OH－、
C．“煅烧”时需要的仪器主要有蒸发皿、玻璃棒、三脚架、酒精灯
D．“煅烧”时，NH4VO3受热分解：2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O
3．过渡金属钌(Ru)广泛应用于电子、航空航天、化工等领域，某科研小组设计了一种从含金属钌单质的废料中分离提纯金属钌的工艺，其流程图如图。
已知：“碱浸氧化”工序中Ru单质生成了Na2RuO4。下列说法不正确的是( )
A．“沉钌”工序后需进行的操作是过滤
B．“碱浸氧化”工序中钌单质反应的离子方程式：Ru＋3ClO－＋2OH－===＋H2O
C．“沉钌”工序中草酸发生还原反应
D．利用H2、CO等试剂可将RuO2还原为Ru
4．锰常用于制造合金锰钢。某化工厂以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3、CaO等少量杂质)为主要原料制取金属锰的工艺流程如图所示。
(1)滤渣Ⅰ的主要成分为________(填化学式)，“浸锰”过程中MnO2发生反应的离子方程式为_________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)“滤液Ⅰ”中需要先加入MnO2充分反应后再调pH，写出加入MnO2时发生反应的离子方程式：___________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)写出下列物质主要成分的化学式：
滤渣Ⅱ____________；滤渣Ⅲ____________。
(4)操作Ⅰ为_____________________________________________________、
过滤、洗涤、干燥。
微专题5 常见过渡元素的迁移应用
[对点训练]
1．C [由题给工艺流程可知，加入稀硫酸溶解，生成的气体为氢气，溶液中含Ni2+、Co2+、Fe2+、Cr3+，加入Na2S分离出“滤渣1”含CoS和NiS，再加入H2C2O4溶液除铁生成FeC2O4，过滤分离出硫酸铬。四种金属均与稀硫酸反应生成H2，A正确；“除杂”加入Na2S与Ni2+、Co2+反应生成CoS和NiS，目的是除去Ni、Co元素，B正确；流程中未使用强氧化剂，不会产生六价铬化合物，C错误；“浸出”时铁转化为Fe2+，在后续流程中Fe2+未被氧化为Fe3+，则“滤渣2”为Fe2+与草酸反应生成的FeC2O4，D正确。]
2．C [黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，黏土钒矿中还包括SiO2、Al2O3等，加入30%硫酸，使Al2O3转化成Al3+；加入KClO3将VO+和VO2+氧化成V，“滤渣1”为SiO2，滤液含有V、K+、Cl-、Al3+、S；加入KOH至pH>13，“滤液1”含有K+、[Al(OH)4]-、V、Cl-、OH-、S，通入CO2生成氢氧化铝沉淀，向“滤液2”中加入NH4HCO3溶液“沉钒”得到NH4VO3，最后煅烧得到V2O5。VO+中V元素为＋3价，V中V元素为＋5价，3 mol VO+被氧化成V，失去6 mol 电子，1 mol KClO3变为KCl得到6 mol 电子，得失电子守恒，A正确；由上述分析可知，“滤液1”中主要的阴离子有[Al(OH)4]-、V、Cl-、OH-、S，B正确；“煅烧”时需要的仪器主要有坩埚、玻璃棒、三脚架、酒精灯、泥三角等，C错误；NH4VO3煅烧生成V2O5，化学方程式为2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O，D正确。]
3．C [由流程图可知，“沉钌”工序后进行固液分离，需进行的操作是过滤，A项正确；“碱浸氧化”工序时ClO-被还原为Cl-，Ru被氧化为Ru，B项正确；“沉钌”工序中Ru＋2e-―→RuO2发生还原反应，故H2C2O4作还原剂，发生氧化反应，C项错误；钌是过渡元素，其氧化物可被H2、CO等还原为钌单质，D项正确。]
4．(1)SiO2、CaSO4 MnO2＋SO2===Mn2+＋S
(2)MnO2＋2Fe2+＋4H+===Mn2+＋2Fe3+＋2H2O
(3)Fe(OH)3 CaF2
(4)蒸发浓缩、冷却结晶
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第一篇 考点突破
第二部分 元素及其化合物
第三章 金属及其化合物
微专题5 常见过渡元素的迁移应用
1．含矾的化合物
(1)五氧化二矾
①两性氧化物
②强氧化性：V2O5＋6HCl(浓)===2VOCl2＋Cl2↑＋3H2O
在酸性介质中具有强氧化性：＋Fe2+＋2H＋===＋H2C2O4＋2H＋===2VO2+＋2CO2↑＋2H2O。
(3)钒酸盐
偏钒酸盐(NH4VO3)、正钒酸盐(Na3VO4)等在加热条件下不稳定：2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O。
2．含铬的化合物
(1)铬的氧化物与氢氧化物
Cr2O3和Cr(OH)3具有两性，其转化关系如下：Cr3+(紫色) Cr(OH)3(灰蓝色) (绿色)。
(2)铬盐
铬元素的常见价态有＋2价、＋3价、＋6价。
①Cr(Ⅱ)：在酸性溶液中，Cr2+具有很强的还原性。
②Cr(Ⅲ)：Cr3+在酸性条件下是稳定的，但在碱性条件下能被氧化成：2Cr3+＋3H2O2＋10OH－===＋8H2O。
在碱性溶液中，亚铬酸盐可以被H2O2或Na2O2氧化成铬酸盐。
③Cr(Ⅵ)：在水溶液中和存在下列转化平衡：(黄色)＋2H＋ (橙红色)＋H2O，酸性条件下以形式存在，碱性条件下以形式存在。
3．含锰的化合物
(1)MnO2
①在酸性介质中具有强氧化性，如MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；遇易燃物可燃烧。
②遇强氧化剂表现还原性，如3MnO2＋3K2CO3＋KClO33K2MnO4＋KCl＋3CO2↑。
③作KClO3、H2O2制备O2的催化剂。
(2)KMnO4与K2MnO4
①相互转化
2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
2K2MnO4＋2H2O2KMnO4＋2KOH＋H2↑
②强氧化性(氧化Fe2+、SO2、I－等)
其他过渡元素(如Sc、Ti、Co、Ni、Ag、Au、Mo等)平时要结合题目注意积累总结。
1．(2025·烟台模拟)用铬铁合金(含少量Ni、Co单质)生产硫酸铬的工艺流程如下：
下列说法错误的是( )
A．“浸出”产生的气体含有H2
B．“除杂”的目的是除去Ni、Co元素
C．流程中产生六价铬化合物
D．“滤渣2”的主要成分是FeC2O4
√
C [由题给工艺流程可知，加入稀硫酸溶解，生成的气体为氢气，溶液中含Ni2+、Co2+、Fe2+、Cr3+，加入Na2S分离出“滤渣1”含CoS和NiS，再加入H2C2O4溶液除铁生成FeC2O4，过滤分离出硫酸铬。四种金属均与稀硫酸反应生成H2，A正确；“除杂”加入Na2S与Ni2+、Co2+反应生成CoS和NiS，目的是除去Ni、Co元素，B正确；流程中未使用强氧化剂，不会产生六价铬化合物，C错误；“浸出”时铁转化为Fe2+，在后续流程中Fe2+未被氧化为Fe3+，则“滤渣2”为Fe2+与草酸反应生成的FeC2O4，D正确。]
2．(2025·成都模拟)黏土钒矿(主要成分为钒的＋3、＋4、＋5价的化合物以及SiO2、Al2O3等)中钒的化合物溶于酸后多以VO＋、VO2+、形式存在，采用如图所示工艺流程可由黏土钒矿制备V2O5。已知：V2O5在碱性条件下以形式存在。下列说法不正确的是( )
A．“酸浸氧化”中欲使3 mol VO＋被氧化成，至少需要1 mol KClO3
B．“滤液1”中主要的阴离子有[Al(OH)4]－、、Cl－、OH－、
C．“煅烧”时需要的仪器主要有蒸发皿、玻璃棒、三脚架、酒精灯
D．“煅烧”时，NH4VO3受热分解：2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O
√
C [黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，黏土钒矿中还包括SiO2、Al2O3等，加入30%硫酸，使Al2O3转化成Al3+；加入KClO3将VO＋和VO2+氧化成，“滤渣1”为SiO2，滤液含有、K＋、Cl－、Al3+、；加入KOH至pH>13，“滤液1”含有K＋、[Al(OH)4]－、、Cl－、OH－、，通入CO2生成氢氧化铝沉淀，向“滤液2”中加入NH4HCO3溶液“沉钒”得到NH4VO3，最后煅烧得到V2O5。VO＋中V元素为＋3价中V元素为＋5价，3 mol VO＋被氧化成，失去6 mol 电子，1 mol
KClO3变为KCl得到6 mol 电子，得失电子守恒，A正确；由上述分析可知，“滤液1”中主要的阴离子有[Al(OH)4]－、、Cl－、OH－、，B正确；“煅烧”时需要的仪器主要有坩埚、玻璃棒、三脚架、酒精灯、泥三角等，C错误；NH4VO3煅烧生成V2O5，化学方程式为2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O，D正确。]
3．过渡金属钌(Ru)广泛应用于电子、航空航天、化工等领域，某科研小组设计了一种从含金属钌单质的废料中分离提纯金属钌的工艺，其流程图如图。
已知：“碱浸氧化”工序中Ru单质生成了Na2RuO4。下列说法不正确的是( )
A．“沉钌”工序后需进行的操作是过滤
B．“碱浸氧化”工序中钌单质反应的离子方程式：Ru＋3ClO－＋2OH－===＋H2O
C．“沉钌”工序中草酸发生还原反应
D．利用H2、CO等试剂可将RuO2还原为Ru
√
C [由流程图可知，“沉钌”工序后进行固液分离，需进行的操作是过滤，A项正确；“碱浸氧化”工序时ClO－被还原为Cl－，Ru被氧化为，B项正确；“沉钌”工序中＋2e－RuO2发生还原反应，故H2C2O4作还原剂，发生氧化反应，C项错误；钌是过渡元素，其氧化物可被H2、CO等还原为钌单质，D项正确。]
4．锰常用于制造合金锰钢。某化工厂以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3、CaO等少量杂质)为主要原料制取金属锰的工艺流程如图所示。
(1)滤渣Ⅰ的主要成分为______________(填化学式)，“浸锰”过程中MnO2发生反应的离子方程式为__________________________。
(2)“滤液Ⅰ”中需要先加入MnO2充分反应后再调pH，写出加入MnO2时发生反应的离子方程式：____________________________
_________________________________________________________。
SiO2、CaSO4
MnO2＋SO2===
MnO2＋2Fe2+＋4H＋===Mn2+＋2Fe3+＋2H2O
(3)写出下列物质主要成分的化学式：
滤渣Ⅱ____________；滤渣Ⅲ____________。
(4)操作Ⅰ为___________________________、过滤、洗涤、干燥。
Fe(OH)3
CaF2
蒸发浓缩、冷却结晶
谢 谢 ！
