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备战2026 年高考化学【一轮·夯基提能】精讲精练复习讲义
第23 讲 补充元素：锂、铍、钪、钛、钒及其化合物 （讲义）
讲义
夯基·知识精讲
【知识点1】锂及其化合物+5 道例题
【知识点2】铍及其化合物+5 道例题
【知识点3】钪及其化合物+5 道例题
【知识点4】钛及其化合物+5 道例题
【知识点5】钒及其化合物+5 道例题
练习
提能·课后精练
选择题：
15
题
非选择题：
5
题
建议时长：
75
分钟
实际时长： 分钟
【知识点1】锂及其化合物
1、银白色金属，较活泼，易与空气中的氧气反应，密度比煤油小，要保存石蜡油中。
（1）Li 在空气中燃烧生成Li2O，而不形成过氧化物和超氧化物；4Li+O2=====2Li2O
（2）Li 与氮气形成氮化物Li3N，而其他碱金属不能与N2直接化合；
（3）Li 与水反应生成氢气，但反应速率比Na 或K 缓慢得多，主要是因为生成的氢氧化锂溶解度小，覆盖
在金属表面阻碍反应。
2Li+2H2O=2LiOH+H2↑
（4）含Li 的主要矿物有锂辉石LiAlSi2O6 等，用于制造低密度合金和锂电池，Li 是制造锂电池的重要
金属。锂电池的电解质溶液为非水溶液，传导离子为Li+。以xLi+Li1-xMnO2=LiMnO2，电解质为熔融
Li2O 的电池为例：
放电时
负极反应
xLi-xe-=xLi+
正极反应
xLi++xe-+Li1-xMnO2=LiMnO2
2、LiOH 为强碱，溶于水，Li2CO3、LiF、Li3PO4难溶于水。LiOH ，Li2CO3都不稳定，加热分解：
2LiOH
Li2O＋H2O，LiCO3
Li2O＋CO2↑，
其他碱金属元素对应的碱和碳酸盐加热不易分解。
3、工业制锂用电解LiCl 制得：2LiCl(熔融)=====2Li+Cl2↑
4、LiAlH4，遇水发生爆炸性反应生成氧气，是有机合成中重要的还原剂，可以还原醛、酮、酸中的不饱和
碳氧双键(C=O)，也可以将硝基还原成氨基。
【例1】我国正处于迈向科技强国的关键阶段。下列关于科技成果的描述正确的是
A．国产大飞机 C919 机身使用的铝锂合金，属于金属材料，该合金的硬度比纯铝小
B．“天宫二号”的太阳能电池帆板的主要材料是二氧化硅
C．线型结构橡胶可通过硫原子形成网状结构的硫化橡胶，后者化学稳定性更好
1
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D．比亚迪自研的碳陶瓷刹车盘质轻和耐高温，属于传统无机非金属材料
【例2】富集海水中锂的电化学系统如图所示，工作步骤如下：
①启动电源1，
所在腔室的
进入
结构而形成
。
②关闭电源1 和海水通道，启动电源2，使
中的
脱出进入腔室2.
关于该电化学系统的说法正确的是
A．启动电源1 时，电极1 为阴极
B．启动至关闭电源1，若转化的
与生成的
之比为
，可得
中的
C．启动电源2 时
电极反应式为
D．电化学系统降低了腔室2 中LiOH 的浓度
【例3】结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释错误的是
选项
事实
解释
A
碱金属中Li 的熔点最高
碱金属中锂离子的半径最小，形成的金属键最强
B
在水中溶解度比
的大
和
均为极性分子，
为非极性分子
C
键角：
中心原子杂化方式不同
D
甘油是黏稠液体
甘油分子间的氢键较强
A．A
B．B
C．C
D．D
【例4】碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子[e(NH3)n]-是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装
置略)，已知液氨的沸点-33.5℃。下列说法正确的是
2
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A．装置A 中的药品可替换为Ca(OH)2溶液与NH4Cl 固体
B．D 中发生的变化是Li+nNH3=Li++[e(NH3)n]-
C．锂片必须打磨出新鲜表面，C、E 均可选用CaCl2固体
D．D 中干冰-丙酮冷却装置可改为冰水浴
【例5】锂离子电池是新能源汽车的重要部件。某研究小组利用
对废弃的锂离子电池正极材料
(在酸性溶液中是强氧化剂)进行氯化处理，同时回收
、
等金属，工艺流程如图所示：
已知：常温下，
，
；离子浓度小于
表示沉
淀完全。
回答下列问题：
(1)“焙烧”得到
、
、
的混合物，滤饼1 的主要成分是 (填化学式)。
(2)实验室中也可用稀硫酸和
溶解电池正极材料
，发生反应的离子方程式为 ，若用盐
酸直接溶解
的后果是 。
(3)烧渣“水浸”前要先分离过量的
，否则“水浸”时因其水解会产生大量的烟雾。C、
同主族，从
原子结构角度解释
不如
易水解的原因是 。
(4)“沉钴”时需要调节溶液的
，其目的是 。
(5)
在空气中加热时，固体残留率(
)随温度的变化曲线如图所示：
在
完全脱水，在
范围内剩余固体的成分是 (填化学式)。
(6)已知
的溶解度随温度变化如下表：
20
40
60
80
1.3
3
1.1
7
1.0
1
0.8
5
“沉锂”前将溶液浓缩可以得到副产品，此外还有一个目的是 ；“沉锂”后过滤时用热水而不用
冷水洗涤的原因是 。
3
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【知识点2】铍及其化合物
1．铍(Be)
(1)物理性质：铍金属为钢灰色或灰白色，熔点1283℃，沸点2570℃，密度1.848g/cm³。铍在地壳中含量为
0.001%，含铍矿石约有30 多种，具有经济价值的主要有绿柱石(3BeO•Al2O3•6SiO2)、硅铍石(2BeO•SiO2)、
金绿宝石(BeO•Al2O3)等几种。
(2)化学性质：铍的化学性质活泼，具有活泼金属通性，容易被氧化剂氧化，常见化合价为＋2 价。铍表面
易形成氧化层，减小了金属本身的活性。根据对角线规则，Be 与Al 的性质相似，能与酸和碱反应。
①与非金属反应：与O2，N2，S 反应，生成BeO，Be3N2和BeS。它与碳反应生成Be2C 碳化物(与Al4C3同
类，类似的还有BeCl2和AlCl3均为共价化合物，易升华，易溶于有机溶剂)，而其他碱土金属的碳化物都
是MC2型。
Be＋O2
2BeO，3Be＋N2
Be3N2，Be＋S
BeS
②既能与酸又能与碱反应：不仅能溶于酸溶液，也能溶于碱溶液，放出H2，但铍和铝相似，与冷的浓硝酸
接触，发生“钝化”现象。
与酸反应：Be＋2HCl===BeCl2＋H2↑
与碱反应：Be＋2NaOH＋2H2O===Na2[Be(OH)4]＋H2↑或Be＋2NaOH===Na2BeO2＋H2↑
(3)制备
①还原BeF2，用此法制备存在许多困难，该反应强烈放热甚至会导致爆炸。且最终体系内物质沸点结晶，
导致Be 与MgF2分离比较困难。
BeF2＋Mg===MgF2＋Be
②电解熔融盐。由于熔融的铍盐几乎不导电或导电性很弱，必须加离子型的盐，如电解NaCl－BeCl2或者
LiCl－KCl－BeCl2熔盐。用镍坩埚作电解槽及阴极，阳极是石墨棒。
2．氧化铍(BeO)——两性氧化物
与酸反应：BeO＋2HCl===BeCl2＋H2O
与碱反应：BeO＋2NaOH＋H2O===Na2[Be(OH)4]或BeO＋2NaOH===Na2BeO2＋H2O
3．氢氧化铍(Be(OH)2)——两性氢氧化物
与酸反应：Be(OH)2＋2HCl===BeCl2＋2H2O
与碱反应：Be(OH)2＋2NaOH===Na2[Be(OH)4]或Be(OH)2＋2NaOH===Na2BeO2＋2H2O
【例1】运用元素周期律分析下面的推断，其中不正确的是
A．锂(
)与水反应比铍(
)与水反应剧烈
B．砹(
)为有色固体，
难溶于水
C．铷(
)的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂
D．
的酸性比
的酸性强
【例2】在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素(如图所示)的有些性质是相似的(如锂和镁
在过量的氧气中燃烧均生成氧化物，而不是过氧化物)，这种相似性被称为对角线规则。下列说法错误的是
4
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A．镁在空气中燃烧生成的氧化镁中含有少量的
，则换成锂燃烧，也可能含有
B．铍最高价氧化物为
，属于两性氧化物
C．
溶于氢氧化钠溶液时的反应为
D．这种规则是不符合元素周期律的一种特例
【例3】中科院研制的氟硼铍酸钾(KBe₂BO₃F₂)棱镜耦合装置为我国深紫外全固态激光源进入世界先进行列
打下基础。下列说法不正确的是
A．铍、硼、氟都属于短周期主族元素
B．根据铍与铝在周期表中位置推断，Be 能与烧碱溶液反应生成氢气
C．铍、硼、氟的原子半径依次增大
D．根据价电子排布可知，钾、铍属于s 区，硼、氟属于p 区
【例4】铍及其化合物的应用正日益被重视，最重要的含铍矿物是绿柱石，含2%铬
的绿柱石即为祖母
绿。
(1)氯化铍在气态时存在
分子
和二聚分子
，固态时则具有如下图所示的链状结构
。
a
①属于 (填“极性”或“非极性”)分子。
b
②的结构式为
，分子中所有原子是否都在同一平面上？ (“是”或“否”)。
c
③中
原子的杂化方式为 。
④氯化铍晶体中存在的作用力有 。
a．范德华力 b．极性键 c．离子键
(2)铍与铝元素符合对角线规则，且铍、铝晶体结构相似，都是最密堆积。
①下列有关铍和铝的叙述正确的是 。
a．都属于p 区主族元素
b．电负性都比镁大
c．第一电离能都比镁大
②铍的熔点 铝的熔点(填“>”或“<”)。
③
与
形成结构相似的配位离子。写出
与
形成配位离子的化学式 。
(3)某铍的氧化物立方晶胞如下图所示。
5
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①该氧化物的化学式为 。
②该晶体的密度为
，则晶胞参数
。(
，阿伏加德罗常数取值
)
【例5】铍的氧化物广泛应用于原子能、航天、电子、陶瓷等领域，是重要的战略物资。利用绿柱石(主要
成分为
，还含有一定量的FeO 和
)生产BeO 的一种工艺流程如下图：
已知：
煅烧后铍、铝、硅以氧化物形式存在。回答下列问题：
(1)Al 的原子结构示意图为 。
(2)“粉碎”的目的是 。
(3)工业上可用BeO、
与过量碳粉在600~800℃制备
，化学方程式为 。
(4)残渣的主要成分是 ，该流程中能循环使用的物质是 。
(5)“沉铍”时的离子方程式为 。
(6)wg 绿柱石(BeO 含量为14%)经过一系列反应后，得到纯度为90%的BeO 产品ag，则BeO 的产率为
(用含w、a 的式子表示)。
【知识点3】钪及其化合物
1、单质是柔软、银白色，熔点1500℃以上。钪常用来制特种玻璃、轻质耐高温合金。在空气中易被氧
化，生成Sc2O3，与热水能反应产生氢气，在大多数稀酸中缓慢溶解。
2Sc+6HCl=2ScCl3+3H2↑
2、钪土Sc2O3，碱性氧化物。
3、盐类无色，与氢氧化钾和碳酸钠形成胶体沉淀，碳酸盐Sc2(CO3)3不溶于水，在水溶液中能形成碱式
碳酸盐沉淀。ScCl3升华温度850℃，为离子化合物，易水解。
4、制取钪金属：电解熔化的ScCl3生产出来。
5、应用：
（1）钪钠灯具有发光效率高、光色好、节电、使用寿命长和破雾能力强等特点，使其广泛用于电视摄
像和广场、体育馆、马路照明。
（2）用于太阳能光电池，在金属-绝缘体-半导体硅光电池和太阳能电池中，钪是最好的阻挡金属。
（3）用于γ 射线源，46Sc 可以当作γ 射线源或者示踪原子，还可以用来对恶性肿瘤进行放射治疗。
6
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（4）用于制造合金，在铝、铁、钨中加入少量，对合金起质变作用。
（5）用于改良特殊陶瓷，Sc2O3对氧化锆陶瓷材料有良好的稳定作用。对氮化硅有增密和稳定作用。
（6）用于催化剂，对有机化工有重要作用。
（7）用于核能工业，在高温反应堆核燃料中UO2加入少量Sc2O3可避免发生体积增大和出现裂纹。
（8）用于燃料电池，在镍碱电池中加入2.5%~25%的钪，会增加使用寿命。
【例1】钪元素在国防、冶金、化工、宇航等领域有重要的应用。由草酸钪制取钪单质的工艺流程如图所
示。下列说法错误的是
A．在空气中灼烧草酸钪，反应的化学方程式为
B．
为离子化合物，
的电子式为
C．理论上，生产
钪单质，需要
金属钙
D．假设各步转化均完全，由
粗氧化钪可制得
钪单质，则粗氧化钪的纯度为92％
【例2】某含钪废水中，除了含有
外，还含有一定量的
、
，以含钪废水为主要原料制备
的工艺流程如下图所示，下列说法正确的是
A．为了加快操作1 的速率，应该用玻璃棒不断搅拌
B．滤渣1 中含有
、
、
，加入盐酸后，沉淀溶解得到含
、
和
的
滤液
C．实验室模拟“焙烧”操作的仪器：酒精灯、铁三脚架、泥三角、坩埚、玻璃棒
D．“焙烧”时发生反应：
【例3】第21 号元素“钪”有很高的应用前景，下列说法错误的是
A．元素符号为Sc
B．位于元素周期表的第四周期第IIIB 族
C．最外层有2 个电子，最高正价为+2
D．同周期元素中，基态原子未成对电子数与钪原子相同的还有4 种
【例4】钪(
)是极为稀有的战略性关键金属。翟钪闪石是在我国境内发现的第一个含钪新矿物，理想化
学式为
。下列说法不正确的是
A．电负性：
B．Sc 位于元素周期表ds 区
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C．原子半径：
D．Si 位于元素周期表第三周期第ⅣA 族
【例5】钪是一种重要的稀土元素，其氧化物
是一种重要的无机化工原料，广泛应用于电子、陶
瓷、光学、化工等领域。工业上利用固体废料“赤泥”(含
、
、
、
、
等)生产高纯
氧化钪，同时回收
。工艺流程如图：
已知：ⅰ.钪与铝化学性质相似；
ⅱ.
；
ⅲ.草酸沉淀实验结果
实验
溶液酸度(pH)
与草酸物质的量之比
沉淀颗粒
草酸钪沉率%
1
较粗
99.2
2
粗
97.2
3
细
90.1
4
很细
93.3
回答下列问题：
(1)基态
原子的简化电子排布式为 。
(2)为提高“酸浸”速率，可采取的措施是 (答出一条即可)。
(3)滤渣1 的成分 。
(4)“氧化”后溶液中
浓度为
，常温下“调
”时，若控制
，则
的去除率为
%(忽略掉
前后溶液的体积变化)。
(5)过程中
生成
的离子方程式为 。
(6)研究人员对“沉钪”过程的定量条件进行了对比实验，条件最适合的是已知ⅲ中的第1 组，原因是：不
仅沉淀率>99.0%、节约草酸用量，且 。
(7)
在空气中加热分解时，
随温度变化如图所示。已知：
。250℃时固体的主要成分是 (填化学式)。
8
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【知识点4】钛及其化合物
1．钛（Ti）
(1)钛是活泼的金属，在高温下能直接与绝大多数非金属元素反应。在室温下，钛不与无机酸反应，但能溶
于浓、热的盐酸和硫酸中。
2Ti＋6HCl(浓)===2TiCl3＋3H2↑
2Ti＋3H2SO4(浓)===2Ti2(SO4)3＋3H2↑
(2)钛易溶于氢氟酸或含有氟离子的酸中：Ti＋6HF===TiF6
2-＋2H+＋2H2↑
2．二氧化钛（TiO2）：二氧化钛在自然界以金红石为最重要，不溶于水也不溶于稀酸，但能溶于氢氟酸和
热的浓硫酸中。
TiO2＋6HF===H2[TiF6]＋2H2O
TiO2＋2H2SO4===2Ti (SO4)2＋2H2O
TiO2＋H2SO4===2Ti OSO4＋H2O
3．四氯化钛（TiCl4）：四氯化钛是钛的一种重要卤化物，以它为原料，可以制备一系列钛化合物和金属
钛。它在水中或潮湿空气中都极易水解将它暴露在空气中会发烟：TiCl4＋2H2O===TiO2＋4HCl
4．钛(Ⅳ)的配位化合物
钛(Ⅳ)能够与许多配合剂形成配合物，如[TiF6]2－、[TiCl6]2－、[TiO(H2O2)]2+ 等，其中与H2O2的配合物
较重要。利用这个反应可进行钛的比色分析，加入氨水则生成黄色的过氧钛酸H4TiO6沉淀，这是定性检出
钛的灵敏方法。
【例1】金属钛
对人体无毒且惰性，能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。对于
和
及钛元素的说法正确的是
A．
和
的核外电子数不同
B．钛元素不是主族元素
C．钛元素的相对原子质量必为49
D．
和
的中子数相同
【例2】近几年我国在航空航天、量子通讯等方面大放异彩，下列说法错误的是
A．“祝融号”火星探测器上使用的钛合金具有优良的性能，钛属于IVB 族元素
B．“天问一号”中
形状记忆合金的两种金属都属于过渡金属元素，Ni 在元素周期表中位于ds
区
C．清华大学打造的世界首款异构融合类脑芯片—天机芯的主要材料硅的价电子排布式为
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D．量子通信材料螺旋碳纳米管TEM 与石墨烯互为同素异形体
【例3】以金红石（主要成分为
）为原料制取海绵钛的工艺流程如图所示：
下列说法错误的是
A．上述流程中可循环利用的物质只有
和
B．反应Ⅱ中通入氩气的作用是防止
、Ti 被空气中的
氧化
C．工业制备单质镁用
而不用
的原因是
的熔点高，耗能大
D．高温下反应Ⅰ可生成一种可燃性气体，其化学方程式为
【例4】工业上以钛铁矿(
，其中
为+4 价)为主要原料制备金属钛的工艺流程如图所示。下列说法
错误的是
A．
位于元素周期表中第4 周期ⅢA 族
B．氯化时，被氧化的元素有碳和铁
C．制备
时，
气做保护气防止
被氧化
D．氯化时，每生成
，转移电子0.7mol
【例5】工业上用钛铁矿(主要含
和少量
、
、
、
等)通过如图所示工艺流程制取
钛，并进一步回收镁、铝、铁等的化合物。
已知：
①酸浸后，钛主要以
形式存在；
为强电解质，在溶液中仅能电离出
和一种正离子；
25℃
②
，相关金属离子开始沉淀和沉淀完全的
如表所示。
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金属离子
开始沉淀的
2.2
6.5
3.5
9.5
恰好沉淀完全
时的
3.2
9.7
4.7
11.1
(1)若要使“分步沉淀”后母液中
浓度不超过
，则此时溶液pH 至少为多少？
。
(2)“酸浸”时，FeO 与硫酸反应的离子方程式是 。
(3)从水解平衡角度解释“水浸”时生成
的原因可能是 。
(4)“分步沉淀”：用氨水逐步调节
至11.1，依次析出的沉淀是： 、
。
(5)若在“酸浸”后的溶液中加入适量的
，其作用是 。
【知识点5】钒及其化合物
（1）钒：常温下不活泼，不与空气、水、苛性碱作用，也不与非氧化性的酸作用，但溶于氢氟酸，也溶
于强氧化性的酸(如硝酸和王水)中。
（2）五氧化二钒：
两性氧化物，但以酸性为主，V2O5＋6NaOH===2Na3VO4＋3H2O；
1800 ℃发生分解反应：2V2O5
2V2O4＋O2↑；
微溶于水，可形成稳定的胶体，有较强的氧化性：V2O5＋6HCl===2VOCl2＋Cl2＋3H2O。
（3）VO2＋、VO：在酸性介质中，VO 具有强氧化性。
VO＋Fe2＋＋2H＋===VO2＋＋Fe3＋＋H2O，
2VO＋H2C2O4＋2H＋===2VO2＋＋2CO2↑＋2H2O。
（4）钒酸盐：偏钒酸盐(NH4VO3)、正钒酸盐(Na3VO4)等在加热条件下不稳定。
2NH4VO3
V2O5＋2NH3↑＋H2O。
【例1】如图所示，下列关于含钒物质转化的说法正确的是
A．反应Ⅰ的离子方程式为：
B．实现Ⅱ的转化需要提供还原剂
C．反应Ⅲ的转化中氧化剂与还原剂的微粒个数相等
D．反应Ⅳ的转化中X 发生还原反应
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【例2】钒被誉为“合金的维生素”。从含
和
的废液中提取高纯度V 的流程如下：
已知：“调pH”约为5.0，此时钒主要以
形式存在；“热还原”中，加入硅铁合金，铁、硅均可作还
原剂。下列叙述正确的是
A．滤渣的主要成分为
，气体X 是
B．“沉钒”时pH 越大，沉钒率越大
C．实验室中“热解”需要的仪器主要有三脚架、酒精灯、蒸发皿、泥三角
D．“热还原”中硅参与的总反应为
【例3】四川地区矿产资源丰富，如钒钛磁铁矿不仅是铁的重要来源，而且伴生的钒、钛、铬、钴、镍和
钪等多种组份，具有很高的综合利用价值。下列说法错误的是
A．钛元素在元素周期表中的d 区
B．电子排布式
违反了构造原理
C．在铁原子中，不可能有两个能量完全相同的电子
D．基态钒原子(23V)核外有23 个不同运动状态的电子
【例4】偏钒酸铵(NH4VO3)可作催化剂、媒染剂等，也是制备V2O5的原料，NH4VO3可溶于热水，微溶于
冷水。利用某工业钒渣(含V2O5、V2O3、Al2O3)为原料制备NH4VO3的工艺流程如图所示。下列说法正确的
是
已知：①上述条件下，Al3+在pH 为3.7 时才开始沉淀；
②“酸浸”后，滤液中钒主要以
形式存在。
A．“焙烧”过程中只有一种元素化合价发生了变化
B．“滤渣”的成分为CaSO4、Al(OH)3
C．“沉钒”过程中反应的离子方程式：
D．“滤液”中的溶质只有H2SO4，且能循环用于“酸浸”
【例5】钒触媒常用作
转化为
的催化剂。一种从废钒触媒(含
、
等)中回收
的工艺如下图：
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已知：①
易溶于硫酸；
②
为两性氧化物，溶于酸生成
，在高温下易被还原；
③“滤饼”的主要成分为
。
回答下列问题：
(1)浸取时，为了提高废钒的浸出率，可以采取的措施： 、 (写出2 条)
(2)“浸取”步骤，
参与反应的化学方程式为 。
(3)“碱溶”步骤，加入
的量不宜过多，原因是 。
(4)“沉钒”步骤，加
生成沉淀
。该步骤需要加入过量的
，请从平衡的角度解释
原因 。
(5)该工艺中反应中的沉矾率是回收钒的关键，沉钒率的高低除受溶液pH 影响外，还需要控制氯化铵系数(
加入质量与料液中
的质量比)和温度。根据如图建议最合适的氯化铵系数和温度：氯化铵系数
为 ，温度为 。
(6)“煅烧”步骤需要通入一定量的空气，原因是 。
第23 讲 补充元素：锂、铍、钪、钛、钒及其化合物 （练习）
一、选择题：本题共15 小题，每小题3 分，共45 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要
求．
1．新材料的蓬勃发展，彰显化学学科的魅力。下列说法正确的是
A．“北斗”导航卫星的太阳能电池材料的主要成分是二氧化硅
B．“祝融”号火星车使用的芯片的主要成分是晶体硅
C．“天和”核心舱电推进系统中使用的氮化硼陶瓷属于传统无机非金属材料
D．制造“蛟龙”号潜水器载人球舱的钛合金比纯金属钛熔点高、硬度大
2．下列有关工业制法正确的是
A．制铁：用铝还原氧化铁制备大量的铁
13
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B．制氯：用海水为原料制得饱和食盐水，再通电电解
C．制钛：用金属钠置换氯化钛
溶液中的钛
D．炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为
的铜
3．联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料。联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与
氨相似。利用HCl—N2H4·HCl 溶液制备氧钒碱式碳酸铵晶体{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O，难溶于水}
的流程如下：
下列说法正确的是
A．联氨的电离方程式为
B．联氨与硫酸反应生成酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2
C．步骤Ⅱ可能需要分液漏斗、烧杯、玻璃棒等仪器
D．NH4HCO3是铵盐，也是碳酸氢盐，其分类方法为树状分类法
4．已知铍
与铝的性质相似。则下列判断正确的是
A．铍遇冷水剧烈反应
B．氧化铍的化学式为
C．氢氧化铍能与氢氧化钠溶液反应
D．
能置换出
中的镁单质
5．湖南水口山六厂素有“中国铍业一枝花”之称，是我国唯一一家以硅铍石(主要成分为
)为原料提取氧化铍的企业。已知：铍和铝在元素周期表中处于对角线位
置，其单质及化合物在结构和性质等方面具有相似性。下列叙述正确的是
A．
属于酸性氧化物，易溶于水
B．BeO 为两性氧化物
C．
作为磁性材料，能用于油墨的生产
D．工业冶炼铝时应先将
转化为无水
6．钛酸亚铁
通过以下反应转化为
(常温下呈液态，熔点为-37℃，沸点为136℃)，用于冶炼
钛：
。设
为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是
A．0.1mol
中含有的σ 键为
B．标准状况下1.12L 氯气含有价电子数为
C．每生成1mol
转移电子数为
D．1L 0.1mol/L
溶液中，阳离子数目小于
7．一种由含
的酸性溶液制备氧化钪(
)的工艺流程如下。
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下列说法正确的是
A．Sc 基态核外电子排布式为
B．1 mol
(乙二酸)含有5 mol σ 键
C．生成
的离子方程式为
D．
在足量空气中焙烧，消耗
8．下列说法不正确的是
A．可用
气体鉴别
溶液和澄清石灰水
B．氢硫酸中通入
气体会出现浑浊
C．为配制较高浓度的碘水，通常将碘单质溶于一定浓度的KI 溶液中
D．锂和钠同主族，在过量氧气中燃烧均生成正常氧化物
9．类推(类比迁移)的思维方法可以预测许多物质的性质。但类比是相对的，不能违背客观事实。下列类比
分析结果正确的是
A．钠在空气中燃烧生成Na2O2，则锂在空气中燃烧生成Li2O2
B．CO2通入Na2O2中生成Na2CO3，则SO2通入Na2O2中生成Na2SO3
C．MnO2与浓HCl 共热可制Cl2，则MnO2与浓HBr 共热也可制Br2
D．常温下，Cu 和浓硫酸不发生反应，则常温下Al 和浓硫酸也不发生反应
10．科研人员发明一种可由氮气和水持续合成氨的系统，机理如图所示，已知锂(Li)元素的常见价态为
0、+1，下列说法不正确的是
A．过程②中水做氧化剂
B．过程③属于氧化还原反应
C．该过程的最终产物为
和
D．上述过程实现了锂循环使用
11．一种全钒液流电池放电状态的工作原理示意图如下。
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下列说法正确的是
A．放电时，
穿过质子交换膜进入负极室
B．放电时，正极的反应为
C．充电时，负极室的
升高
D．充电时，电极a 应连接电源的负极
12．锂是最轻的金属，锂电池成为了世界的焦点。一种锂电池的工作原理为
，下列说法错误的是
A．
单质保存时用石蜡封
B．还原性：
，氧化性：
C．氧化剂与还原剂物质的量之比为
D．当转移
时，理论上生成
13．钛合金在航空航天领域有着广泛的应用。一种利用废脱硝催化剂(含
、
、
等成分)提取
钛的工艺流程如图所示。下列说法正确的是
A．钒位于元素周期表的ds 区
B．上述流程中共涉及到4 个氧化还原反应
C．提高铵盐浓度有利于沉钒
D．高温碱浸生成
的离子方程式为：
14．钪(Sc)及其化合物在电子、超导合金和催化剂等领域有重要应用。一种利用钛白废酸液(含Sc3+、
TiO2+、Fe3+的硫酸废液)和赤泥(含有Sc2O3、Al2O3、Fe2O3、SiO2)联合制备Sc2O3的工艺流程如图所示。下列
说法错误的是
已知：25°C 时，
(当
时，可认为Mn+已经沉淀完全)
A．水相中含有的金属离子主要是Fe3+、Al3+
B．在“除钛”时，加入H2O2的作用是作氧化剂
C．若使“反萃取”后水溶液中的Sc3+完全沉淀，应控制溶液的pH≥5.7
D．草酸钪晶体
“灼烧”时发生反应的化学方程式：
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15．以赤泥(含有大量
等的氧化物)为原料制备钪的工艺流程如下。
下列说法正确的是
A．
位于元素周期表的第四周期ⅧB 族
B．操作1 使用的主要玻璃仪器为漏斗、烧杯
C．灼烧时生成
，消耗
D．盐酸溶解
时生成难溶的
的离子反应为
二、非选择题：本题共5 小题，共55 分。
16．硫酸氧钒(
)是工业生产钒电池的最重要原料，实验室制备
晶体并测定钒含量的实验如
下：
(1)
晶体制备
实验室一般用浓硫酸与
共热反应，然后再加还原剂，即可得到
晶体，反应装置如图(夹持及加
热装置已省略)。
仪器b 的名称为 。
(2)高锰酸钾标准滴定溶液的配制和标定
称取一定质量
溶于水中，稀释至1L，将溶液加热至沸(保持微沸1h)，放置2 天，过滤，除去析出
的二氧化锰，滤液移入棕色瓶中；取一定体积配制好的
溶液于锥形瓶中，加入适量水和稀硫酸，
用
标准溶液滴定至终点，经计算
标准滴定溶液浓度为
。
①配制高锰酸钾标准滴定溶液时，所用到的玻璃仪器有烧杯、试剂瓶、玻璃棒、 。
②加热微沸、放置2 天的原因是 。
③滴定酸性
标准溶液时的离子方程式为 。
(3)硫酸氧钒样品的滴定
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称取0.4000g 干燥后硫酸氧钒样品，溶解，用
标准滴定溶液滴定至终点，滴定过程中
被氧化
为
，做3 次平行实验，平均消耗
标准液26.00mL，同时做空白实验，平均消耗高锰酸钾标准液
2.00mL。
①高锰酸钾标准溶液滴定硫酸氧钒时，滴定终点的现象是 。
②该样品中钒(
)质量分数(以硫酸氧钒计)= [
]。
③实验过程中，下列操作会导致所测钒含量偏高的是 。
A．未做空白实验
B．滴定结束时俯视刻度线
C．滴定前滴定管有气泡，滴定结束后发现滴定管无气泡
D．盛装高锰酸钾标准液的滴定管未润洗
17．某实验小组以粗铍(含少量的Mg、Fe、Al、Si)为原料制备、提纯BeCl2，并测定产品中BeCl2的含量。
已知：①乙醚沸点为34.5℃；BeCl2溶于乙醚，不溶于苯，易与水发生反应；MgCl2、FeCl2不溶于乙醚和
苯；AlCl3溶于乙醚和苯。
Be(OH)
②
2与Al(OH)3的化学性质相似。
回答下列问题：
I．制备BeCl2：按如图所示装置(夹持装置略)制备BeCl2.
(1)仪器a 的名称为 。仪器b 的作用是 。
(2)实验中装置C 需置于温度15℃左右的水浴中，其主要目的是 。
(3)该实验装置中存在的缺陷是 。
II．BeCl2的提纯：充分反应后，装置C 中乙醚溶液经过滤、蒸馏出乙醚得到固体，再用苯溶解固体，充分
搅拌后过滤、洗涤、干燥得BeCl2产品。
(4)用苯溶解固体，充分搅拌后过滤，目的是 。
III．BeCl2的纯度测定：取m g 上述产品溶于盐酸配成250mL 溶液；取25.00mL 溶液，加入EDTA 掩蔽杂
质离子，用NaOH 溶液调节pH，过滤、洗涤，得Be(OH)2固体；加入KF 溶液至固体恰好完全溶解，滴加
酚酞作指示剂，用a mol·L−1盐酸滴定其中的KOH，消耗盐酸b mL。
(已知：4KF+ Be(OH)2= K2BeF4+2KOH；滴定过程中K2BeF4不与盐酸反应)
(5)滴定终点的现象是 。
(6)BeCl2的纯度为 (用含m、a、b 的式子表示)。
(7)下列情况会导致所测BeCl2的纯度偏小的是___________(填标号)。
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A．滴定前尖嘴部分有一气泡，滴定终点时消失
B．滴定过程中，往锥形瓶内加入少量蒸馏水
C．滴定时，不慎将锥形瓶内溶液溅出少许
D．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数
18．钛是一种稀有金属，钛及钛系化合物作为精细化工产品，有着很高的附加价值，前景十分广阔，某中
学对此开展了相应的研究性学习。
Ⅰ．甲小组同学以
为原料，用如下装置制备
。
为直形管式电阻炉，
时，该装置内先后发生以下反应：
①
②
已知：①
易挥发，在高温下能与
反应生成氧化钛，但不与
反应。它易与水发生反应，生成
，并且可以溶解于有机溶剂中。
②
熔沸点较高，在反应装置内为固态。
(1)出于实验安全考虑，给装置
和
加热前应该进行的实验操作是 。
(2)装置D 中浓硫酸的作用是 。
(3)
过多，易引发副反应②，可通过调节 控制
通入量。
Ⅱ．乙小组同学利用如下装置在实验室制备
(夹持装置略去)。
(4)装置
中除生成
外，还生成一种气态不成盐氧化物，该反应的化学方程式为 。
(5)利用如图装置测定所得
的纯度：取
产品加入烧瓶，向安全漏斗中加入适量蒸馏水，待
充
分反应后，将烧瓶和漏斗中的液体一并转入锥形瓶中，测定生成的
的含量。滴加几滴
溶液作指示剂，用
标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液
。
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已知：常温下，
比
优先沉淀，
为砖红色沉淀，
①安全漏斗的作用是 。
②
刚好完全沉淀时观察到的现象是 。
③产品的纯度为
19．钪(Sc)是一种在国防、航空航天、 核能等领域具有重要作用的稀土元素。以钛白酸性废水(含
等离子)为原料制备Sc 及TiO2的工艺流程如图所示：
已知：i．“萃取”前
浓度分别为0.010mol/L、0.001mol/L、0.001mol/L；当某离子的浓度
小于1.0×10-5mol/L 时，可忽略该离子的存在；
ii．HA 代表有机萃取剂，X 代表金属元素，萃取时发生反应
。回答下列问
题：
(1)“萃取"前需要调节废水的pH，pH 太小或太大时，Sc3+的萃取率均不大的原因 。
(2)“洗涤”过程中加入H2O2溶液的作用为 。
(3)“溶解富集"后，金属离子浓度变为原来的12.5 倍，则调溶液pH 时范围为 ，可实现铁元素和钪元素
的完全分离。常温下，Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38，Ksp[Sc(OH)3]=1.0×10-30，Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17，lg2=0.3。
(4)“热还原”时得到钪和另一产物M，用惰性电极电解M 溶液时，阴极的电极反应式为 。
(5)“转化”过程中氧化剂和还原剂物质的量之比为 。
(6)“沉钛”过程发生反应的化学方程式为 。
(7)该流程中能够循环利用的物质有 。(填化学式)
20．锰酸锂离子蓄电池是第二代锂离子动力电池，性能优良。工业上用某软锰矿(主要成分为
，还含
有少量铁、铝及硅等氧化物)为原料制备锰酸锂(
)。流程如图：
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(1)“浸取”得到的浸取液中阳离子主要是
，生成
的离子方程式为 。
(2)滤渣Ⅱ的主要成分是 ；“精制”中加入
的量比理论值大得多，其主要原因是 。
(3)“沉锰”得到的是
和
滤饼，二者均可被氧化为
，若控温氧化时溶液的pH
随时间的变化如图，其中pH 下降的原因是 (用化学方程式表示)。
(4)工业上也可以将“精制”后的滤液加入
来合成
。
中S 的化合价为+6 价，加入
溶液合成
发生反应的离子方程式为 。
(5)“锂化”是将
和
按4：1 的物质的量比配料，球磨3～5h，然后升温至600～750℃，保温
24h，自然冷却至室温得产品。所得混合气体的成分是 。
(6)为测定成品锰酸锂的纯度，实验室可通过连续滴定法测定锰酸锂中锰元素的平均价态。进行如下实验：
步骤1：取少量成品锰酸锂(假设为
)分成两等份，分别置于两只锥形瓶中；
步骤2：向一只锥形瓶中加入稀硝酸和双氧水，完全反应后，
中Mn 元素转化为
，除去过量
的双氧水。调节pH，滴加指示剂，用浓度为0.400
的EDTA 标准溶液滴定，终点时消耗EDTA 标准
溶液20.00mL(已知：
与EDTA 反应的化学计量数之比为1 1)
∶
；
步骤3：向另一锥形瓶中加入1.340g
和足量硫酸，充分反应后，用0.100
标准溶
液滴定，到达滴定终点时消耗
标准溶液20.80mL。
已知：
则此成品锰酸锂
中Mn 元素的平均化合价为 。
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