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素养说明：对于常见金属钠、镁、铝、铁、铜金属之外的陌生金属镍、钴、锰、钒、钛
等金属及其化合物的实验探究和工艺流程图是近几年高考重要题源，通过对这些
陌生金属及其化合物探究，充分体现考生的归纳、分析及信息运用能力。
1.钒及化合物
(1)钒单质的性质：银白色金属，熔点高，有延展性，质坚硬，无磁性。具有耐酸性，
在空气中不被氧化，可溶于氢氟酸、硝酸和王水。
(2)钒的氧化物
钒能分别以＋2、＋3、＋4、＋5价与氧结合，形成四种氧化物，一氧化钒，三氧化
二钒，二氧化钒，五氧化二钒。
(3)钒盐
钒盐包括V4＋、 VO(偏钒酸盐)、VO(正钒酸盐)，包括：偏钒酸铵、偏钒酸钠、偏钒
酸钾、正钒酸钠、焦钒酸钠；四价盐：硫酸氧钒、草酸氧钒。不同价态的钒离子有不
同的颜色：(VO )＋颜色为浅黄色或深绿色，(VO)2＋颜色为蓝色，V3＋为绿色，V2＋为
2
紫色。
2.铬(Cr)及化合物
(1)铬单质的性质：铬是银白色的金属，难熔(熔点1 800℃)，铬是最硬的金属，铬的
化学性质很稳定，在常温下，放在空气中或浸在水里，不会生锈。
(2)重要化合物
①Cr O ：
2 3
性质：绿色颜料，俗称“铬绿”，它是一种两性氧化物，能与酸或浓碱溶液反应。
②K Cr O (重铬酸钾)
2 2 7
性质：橙红色晶体，具有强氧化性，与盐酸反应(加热)制备氯气，K Cr O 还可以用
2 2 7
来检测司机酒驾。在分析化学中，可以用K Cr O 来测定铁的含量。
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3.锰及其化合物
(1)锰单质的性质：银白色金属，硬而脆，熔沸点高；在空气中易氧化生成褐色氧化
物覆盖层，燃烧时生成四氧化三锰；溶于稀盐酸、稀硫酸生成二价锰盐。
(2)锰的化合物①二氧化锰
黑色结晶体或无定形粉末。熔点390 ℃，不溶于水和硝酸，与苛性碱和氧化剂共
熔，放出二氧化碳而生成高锰酸盐，在535 ℃分解成三氧化二锰和氧气，是强氧
化剂。
②高锰酸钾：又名灰锰氧
性质：紫色的结晶固体，溶于水、碱液，微溶于甲醇、丙酮、硫酸。具有强氧化性，
在生活、医疗上广泛用作杀菌消毒剂，在实验室中和工业上常用作氧化剂，作氧
化剂时其还原产物因介质的酸碱性而不同。
[题型专练]
1.(2017·全国卷Ⅲ，27)重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬
铁矿的主要成分为FeO·Cr O ，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：
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回答下列问题：
(1)步骤①的主要反应为：
FeO·Cr O ＋Na CO ＋NaNO ――→Na CrO ＋Fe O ＋CO ＋NaNO
2 3 2 3 3 2 4 2 3 2 2
上述反应配平后FeO·Cr O 与NaNO 的系数比为________。该步骤不能使用陶瓷
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容器，原因是__________________________________________________
______________________________________________________________。
(2)滤渣1中含量最多的金属元素是________，滤渣2的主要成分是________及含
硅杂质。
(3)步骤④调滤液 2 的 pH 使之变________(填“大”或“小”)，原因是
_____________________________________________________________________
(用离子方程式表示)。
(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K Cr O 固体。冷却到________(填标号)得到的K Cr O 固体产品最
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多。
a.80 ℃ b.60 ℃ c.40 ℃ d.10 ℃
步骤⑤的反应类型是________。
解析 (1)首先标出变价元素的化合价，分析价态变化可知：1 mol FeO·Cr O 失去
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7 mol电子，1 mol NaNO 得到2 mol电子，则由得失电子守恒可知二者系数比应
3
为2∶7；该步骤中主要反应的反应物中有Na CO ，而陶瓷中含有二氧化硅，二者
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在熔融时反应，故不能使用陶瓷容器；(2)步骤①的反应产生了不溶于水的Fe O ，
2 3
故熔块水浸后滤渣1的主要成分是Fe O ，则含量最多的金属元素是铁元素；将滤
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液1调节pH＝7后，Al3＋会变为Al(OH) 沉淀而除去，故滤渣 2的主要成分是
3
Al(OH) 和含硅杂质；(3)滤液2中的主要成分是Na CrO ，滤液3中的主要成分应
3 2 4
为Na Cr O ，则第④步调节pH的作用是使Na CrO 转化为Na Cr O ，离子方程式
2 2 7 2 4 2 2 7
为2CrO＋2H＋ Cr O＋H O，酸性越强越利于Na CrO 转化为Na Cr O ，故
2 2 2 4 2 2 7
应调节pH使之变小；(4)由溶解度曲线图可知，10 ℃时K Cr O 溶解度最小，而
2 2 7
Na Cr O 、KCl、NaCl此时溶解度均大于K Cr O ，三者均存在于溶液当中，故冷却
2 2 7 2 2 7
到 10 ℃时得到的 K Cr O 固体最多，该步骤的化学反应方程式为 2KCl＋
2 2 7
Na Cr O ===2NaCl＋K Cr O ，显然该反应为复分解反应。
2 2 7 2 2 7
答案 (1)2∶7 陶瓷在高温下会与Na CO 反应
2 3
(2)Fe Al(OH)
3
(3)小 2CrO＋2H＋ Cr O＋H O
2 2
(4)d 复分解反应
2.(2018·辽宁师大附中月考)TiO 既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能
2优异的白色颜料。
(1)实验室利用反应TiO (s)＋CCl (g)=====TiCl (g)＋CO (g)，在无水无氧条件下
2 4 4 2
制备TiCl ，实验装置示意图如下：
4
有关物质性质如下表：
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 其他
CCl －23 76 与TiCl 互溶
4 4
TiCl －25 136 遇潮湿空气产生白雾
4
仪器A的名称是________。装置E中的试剂是________。反应开始前依次进行如
下操作：组装仪器、________、加装药品、通N 一段时间后点燃酒精灯。反应结束
2
后的操作包括：①停止通N ②熄灭酒精灯 ③冷却至室温。正确的顺序为
2
________(填序号)。欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是________。
(2)工业上由钛铁矿(FeTiO )(含Fe O 、SiO 等杂质)制备TiO 的有关反应包括：
3 2 3 2 2
酸溶 FeTiO (s)＋2H SO (aq)===FeSO (aq)＋TiOSO (aq)＋2H O(l)
3 2 4 4 4 2
水解 TiOSO (aq)＋2H O(l)=====H TiO (s)＋H SO (aq)
4 2 2 3 2 4
简要工艺流程如下：
①试剂A为________(填化学符号)。钛液Ⅰ需冷却至70 ℃左右，若温度过高会导
致产品TiO 产率降低，原因是
2
_____________________________________________________________________
。
②取少量酸洗后的H TiO ，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再
2 3
加H O 后出现微红色，说明H TiO 中存在的杂质离子是________。这种H TiO
2 2 2 3 2 3
即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO 也会发黄，发黄的杂质是
2
_____________________________________________________________________(填化学式)。
解析 (1)制取TiCl 需要在无水无氧的环境中进行，实验中用N 排出装置内的空
4 2
气，干燥管A中盛有的试剂是为了除去空气中的O 和水蒸气。E中应盛有浓硫酸，
2
防止空气中的水蒸气进入装置，使TiCl 发生水解，反应前，先组装仪器、检查装
4
置的气密性，再装入药品。反应后，应先熄灭酒精灯，待装置冷却至室温，再停止
通入N 。D中的液态混合物为生成的TiCl 和挥发出的CCl ，由表中信息可知，二
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者互溶但沸点相差较大，可采取分馏(或蒸馏)的方法予以分离。
(2)①钛铁矿中含有Fe O 、SiO 等杂质，用硫酸溶解时，溶液中生成Fe (SO ) ，则
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钛液Ⅰ中含有TiOSO 、FeSO 和Fe (SO ) ，加入试剂A后，结晶、过滤得到的是
4 4 2 4 3
FeSO ·7H O，所以试剂A是铁粉，把Fe3＋还原为Fe2＋；由于TiOSO 容易水解，若
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温度过高，则会有较多的TiOSO 水解为H TiO 沉淀，过滤后混入FeSO ·7H O中，
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导致TiO 产率降低。②先加KSCN溶液无现象，加H O 后出现红色，说明存在
2 2 2
Fe2＋；经加热后Fe2＋被氧化为Fe O 而使产品发黄。
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答案 (1)干燥管 浓硫酸 检验装置气密性 ②③①
分馏(或蒸馏) (2)①Fe 温度过高会导致TiOSO 提前水解，产生H TiO 沉淀
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②Fe2＋ Fe O
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