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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24 讲 补充元素：铬、锰、钴、镍、锌及其化合物 （讲义）
讲义
夯基·知识精讲
【知识点1】铬及其化合物的性质+5 道例题
【知识点2】锰及其化合物的性质+5 道例题
【知识点3】钴及其化合物+5 道例题
【知识点4】镍及其化合物+5 道例题
【知识点5】锌及其化合物的性质+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】铬及其化合物的性质
1．铬单质
铬的单质是高熔点和高沸点的重金属，室温下化学性质稳定，潮湿空气中也不会被腐蚀，因此常被用
于制作不锈钢和镀铬，铬也是金属中硬度最大的。
铬在自然界中以铬铁矿存在，金属铬可以通过铬铁矿FeCr2O4制取，用焦炭还原就可制得铬铁合金，
该合金可用作制取不锈钢的原料。
FeCr2O4 + 4C
Fe + 2Cr + 4CO。
铬能溶于稀HCl、H2SO4，起初生成蓝色Cr2+溶液，而后为空气所氧化成绿色的Cr3+溶液。
Cr＋2HCl===CrCl2(蓝色)＋H2↑
4CrCl2＋4HCl＋O2===4CrCl3(绿色)＋2H2O
铬在冷、浓HNO3中钝化。
2．铬及其化合物
铬元素的常见价态有＋6、＋3、＋2 价。在酸性介质中，Cr2＋具有强的还原性，Cr3＋的还原性较弱，只
有用强氧化剂才能将Cr3＋氧化成Cr2O，＋6 价铬在酸性条件下以Cr2O 存在，具有强氧化性，在碱性介质中
以CrO 存在。
（1）铬(III)的氧化物——Cr2O3：绿色，两性氧化物，既溶于酸，也溶于碱。
** 错误的表达式 **与酸反应：Cr2O3＋3H2SO4===Cr2(SO4)3＋3H2O [Cr2(SO4)3为无水盐为玫
瑰色粉末]
** 错误的表达式 **与碱反应：Cr2O3＋2NaOH===2NaCrO2(绿色)＋H2O
（2）铬(III)的氢氧化物——Cr(OH)3：灰蓝色，两性氧化物，既溶于酸，也溶于碱。
** 错误的表达式 **与酸反应：Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O
** 错误的表达式 **与碱反应：Cr(OH)3＋OH－===CrO＋2H2O 或Cr(OH)3＋OH－===Cr(OH)
1
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(绿色)
（3）铬(Ⅵ)存在形式有多种，分别如下：
CrO
Cr2O
CrO3
CrO2
2+
黄色
橙色
红、针状
深红
其中最重要的化合物是K2Cr2O7，在水溶液中Cr2O 和CrO 存在下列平衡：
2CrO(黄色)＋2H＋
Cr2O(橙红色)＋H2O，
在酸性条件下，主要以Cr2O 形式存在，在碱性条件下，上述平衡逆向移动，主要以CrO 形
式存在。
在酸性溶液中，Cr2O 具有强氧化性，如可以氧化浓盐酸，生成氯气：
Cr2O＋6Cl－＋14H＋===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O
Cr2O＋3SO＋8H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O，
Cr2O＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O，
Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。
但在碱性溶液中CrO 的氧化性要弱得多。
2CrO＋3SO＋10H＋===2Cr3＋＋3SO＋5H2O
（4）Cr(Ⅲ)在酸性条件下以Cr3＋存在，碱性条件下以Cr(OH)3、[Cr(OH)4]－(或CrO)存在。
Cr2O3和Cr(OH)3显两性，其转化关系如下：
Cr3＋(紫色)
Cr(OH)3(灰蓝色)
[Cr(OH)4]－(绿色)
Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓
Cr(OH)3＋OH－===[Cr(OH)4]－，Cr3＋＋4OH－===[Cr(OH)4]－
[Cr(OH)4]－＋H＋===Cr(OH)3↓＋H2O
Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O，[Cr(OH)4]－＋4H＋===Cr3＋＋4H2O
Cr
①
3＋在酸性条件下是稳定的，只能被强氧化剂氧化，如：
2Cr3＋＋3PbO2＋H2O===3Pb2＋ ＋Cr2O＋2H＋。
但在碱性条件下能被氧化成CrO，2Cr3＋＋3H2O2＋10OH－===2CrO＋8H2O。
②在碱性溶液中，亚铬酸盐(CrO)可以被H2O2或Na2O2氧化成铬酸盐CrO，如：
2CrO＋3H2O2＋2OH－===2CrO＋4H2O，
2CrO＋3Na2O2＋2H2O===2CrO＋6Na＋＋4OH－。
【例1】高价铬在人体中吸收累积，可能导致肝癌。硫化镍可用来处理含重铬酸根的废水，生成毒性小的
三价铬离子，其反应的离子方程式为
(未配平)。下列有关说法
错误的是
A．氧化产物有
和
B．氧化性
2
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C．反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2 3∶
D．该反应设计成原电池，
在正极产生
【例2】我国中科院首次提出使用“亚熔盐氧化法”从铬铁矿(主要成分为FeCr2O4及杂质)提铬技术。(已
知：亚熔盐是一种高浓度的电解质溶液)
下列说法错误的是
A．将矿石粉碎和加压浸取都有利于加快浸出速率和提高浸出率
B．相对于熔融盐，使用亚熔盐能耗低，更符合节能减碳
C．“加压浸取”主要发生反应：4FeCr2O4+16NaOH+7O2=8Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O
D．向Na2CrO4溶液加入硫酸酸化，溶液由橙色变为绿色
【例3】元素铬(Cr)的几种化合物存在下列转化关系，下列判断不正确的是
A．反应①表明
有酸性氧化物的性质
B．反应②发生时应避免溶液温度过高
C．反应②的离子方程式为
D．反应②③均发生了氧化还原反应
【例4】
可用于制备铬颜料及铬盐。某工厂采用如下工艺制备
。
已知“焙烧”后
元素以
价形式存在，
好在酸性条件下以
的形式存在。下列说法错误的是
A．“焙烧”发生的反应之一为
B．“水浸”时发生的反应为
C．若在实验室中分离出滤渣，用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
D．滤液②中含
【例5】三氯化铬(
)常作媒染剂和催化剂。常温下，三氯化铬为紫色晶体，熔点为83℃，易潮解，易
升华，不易水解。在高温下三氯化铬易被氧气氧化。实验室常用
和
(沸点为76.8℃)在高温下制
3
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备
，部分装置如图所示(夹持装置略)：
已知：
与
的化学性质相似。
[光气(
)的沸点为
8.2℃]。
回答下列问题：
(1)A 装置采用 (填“冷水”或“热水”)浴；X 可能是 (填标号)。
a．空气 b．氢气 c．氮气
(2)石棉绳的作用是 。
(3)C 装置中收集的产品混有的杂质可能是 (填化学式)。
(4)实验室还可以用
、C、
在高温下制得
。在该反应中需要氯气，实验室制备
的离子方程
式为 (写一个)。
(5)探究
的性质如下：
①一定条件下，苯和
可以制备二茂铬，转化关系如图所示。
二茂铬的核磁共振氢谱有 组峰。
②
和
在一定条件下能生成M、LiCl、
和还原性气体单质。M 的晶胞结构如图，该反应的
化学方程式为 。
(6)测定
样品的纯度：准确称取wg 样品，加水溶解并稀释至250mL，准确量取25.00mL 溶液于
250mL 碘量瓶中，加热至沸腾，慢慢加入适量
，待溶液由紫色转变为黄色后，再加水至100mL，充
分加热煮沸，冷却后用
稀硫酸中和至溶液刚好呈橙红色，加入过量KI 溶液和适量稀硫酸，在暗
处充分反应后滴加几滴淀粉溶液，用
标准溶液滴定至终点，进行三次平行实验，最终测
得平均每次消耗
标准溶液的体积为VmL。有关转化关系或反应式(未配平)有
，
，
，该样品的纯度为
%(用含c、V、w 的代数式表示)；“三次平行实验”的目的是减少 (填“系统”或“随机”)误
4
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差。
【知识点2】锰及其化合物的性质
1．锰单质
块状锰是呈灰色，是一种较活泼的金属，在空气中金属锰的表面被一层褐色的氧化膜所覆盖，甚至与
冷的浓硝酸也形成强的氧化膜，所以呈化学惰性。
2．锰及其化合物
锰元素的常见价态有＋7、＋6、＋4、＋3、＋2 价，Mn2＋在酸性溶液中的稳定性强于在碱性溶液中的
稳定性。
（1）Mn2＋：
在酸性条件下，很难被氧化，只有强氧化剂(NaBiO3、PbO2、(NH4)2S2O8)才能将其氧化，
2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋===5Na＋＋5Bi3＋＋2MnO＋7H2O
2Mn2＋＋5PbO2＋4H＋===2MnO＋5Pb2＋＋2H2O；
2Mn2+ ＋ 5S2O8
2－＋8H2O===2MnO＋10SO＋16H+
在碱性条件下，Mn2＋易被氧化为MnO 等，如：5ClO－＋2Mn2＋＋6OH－===5Cl－＋2MnO＋3H2O。
Mn(OH)2 为白色难溶物，Ksp＝4.0×10 －14，极易被空气氧化，水中少量氧气能将其氧化成褐色
MnO(OH)2沉淀：2Mn(OH)2＋O2===2MnO(OH)2。
（2）Mn(Ⅳ)
最重要的化合物是MnO2，是黑色结晶体或无定形粉末，在自然界中以软锰矿(MnO2·xH2O)形式存在，
不溶于水和硝酸。
①在酸性介质中，MnO2是较强的氧化剂，本身被还原为Mn2+：
MnO2 + 4HCl(浓)MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O（实验室中制取氯气），
MnO2+2Fe2++4H+2Fe3++Mn2++2H2O
②氧化H2O2：MnO2+H2O2+2H+Mn2++O2↑+2H2O
③碱熔条件下可被强氧化剂氧化为MnO4
2-（绿色）：
2MnO2 + 4KOH + O2 2K2MnO4 + 2H2O，
3MnO2 + 6KOH + KClO33K2MnO4 + KCl +3H2O，
MnO2 ＋2MnO4
-＋ 4OH- 3MnO4
2- ＋ 2H2O
④锌锰干电池（Zn—MnO2—KOH），正极：MnO2+e-+H2OMnOOH+OH-
（3）Mn(Ⅵ)化合物的性质
MnO（绿色），存在于强碱性溶液中，最重要的化合物是：Na2MnO4和K2MnO4，在熔融碱中MnO2被空
气氧化生成K2MnO4：
2MnO2＋O2＋4KOH
2K2MnO4 (深绿色)＋2H2O
在酸性、中性环境中MnO 均发生歧化反应：
3MnO＋2H2O===2MnO＋MnO2↓＋4OH－
3MnO＋4H＋===2MnO＋MnO2↓＋2H2O
锰酸钾是制备高锰酸钾(KMnO4)的中间体：2MnO＋2H2O===2MnO＋2OH－＋H2↑
（4）KMnO4的性质
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热稳定性差，通常保存在棕色试剂瓶中：4KMnO4＋2H2O=====4MnO2↓＋3O2↑＋4KOH。
①在酸性介质中，MnO 具有强氧化性，可以氧化Fe2＋、Cl－、H2C2O4、H2O2等，本身被还原为Mn2＋。
MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
2MnO＋6H＋＋5H2O2===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O
②在碱性、中性或微弱酸性溶液中，MnO 仍旧是氧化剂，本身被还原为MnO2。
2MnO＋I－＋H2O===2MnO2↓＋IO＋2OH－
③在强碱性溶液中，当MnO 过量时，还原产物是MnO，
2MnO＋SO＋2OH－===2MnO＋SO＋H2O。
KMnO4是一优良的氧化剂，在分析化学中被用作氧化还原滴分析的氧化剂，还用于漂白棉、毛丝织
品、油类的脱色剂，稀溶液被广泛用于医药卫生中的杀菌消毒剂。
（5）KMnO4 的制备
①2MnO2+O2+4KOH=====2K2MnO4+2H2O
②3K2MnO4+2CO22KMnO4+MnO2+2K2CO3
或3K2MnO4+4CO2+2H2O2KMnO4+MnO2+4KHCO3，CO2提供酸性环境。
③操作Ⅰ：过滤
④石灰苛化：K2CO3+Ca(OH)2→KOH（此时产生的KOH 与操作Ⅰ产生的MnO2可循环使用）
【例1】已知 转化I：
；
转化Ⅱ：
。下列说法错误的是
A．氧化性：
B．转化I、Ⅱ中消耗或生成等质量的
，转移电子数相同
C．锰元素在转化I 中被还原，在转化Ⅱ中被氧化
D．
与
溶液反应：
【例2】自由能大小可以反映物质氧化能力的相对强弱，自由能越大，氧化能力越强。锰元素的自由能-氧
化态图如图所示，下列说法不正确的是
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A．碱性条件下MnO2易被还原为Mn(OH)2
B．碱性条件下
的氧化能力明显降低
C．
中Mn 为+7 价
D．酸性条件下1 个
被充分还原，转移5 个电子
【例3】一水合硫酸锰（
）是一种粉色晶体，易溶于水，不溶于乙醇，是重要的微量元素肥
料之一。工业上由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含
等元素的氧化物）制备硫酸锰的工
艺如图所示[已知：硫酸锰溶液在低于40℃结晶析出
，高于40℃结晶析出
]。下
列说法正确的是
A．为了提高“溶浸”速率，
的物质的量浓度越大越好
B．“溶浸”步骤中MnS 与
反应生成S，该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:2
C．“沉锰”步骤中改用
溶液效果更佳
D．“操作A”是蒸发结晶，在温度高于40℃趁热过滤、洗涤、干燥
【例4】以菱锰矿(主要成分为MnCO3，含少量的
等元素)为原料合成碱锰电池材料MnO2的流
程如下。
下列说法错误的是
A．为加快酸浸速率可以适当提高
浓度
B．“氧化”时可以用
代替
C．已知
可溶于水，滤渣3 的成分有
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D．“沉锰”时发生反应的离子方程式为
【例5】高纯
在半导体和电池制造等方面都有广泛的用途。一种以锰尘（主要成分为
，杂质
为铝、镁、钙、铁的氧化物）为原料制备高纯
的清洁生产新工艺流程如下：
已知：室温下相关物质的
如下表。
HF
请回答下列问题：
(1)写出酸浸工序中产生的气体①的化学方程式 。
(2)滤渣①主要成分为 。
(3)除杂②工序中加入NaF 溶液前，要重新调节溶液pH，既不能过大，也不能过小的原因是 。
(4)若除杂②后的溶液中
，则此时溶液的pH 为 。
(5)沉淀工序中，在30～35℃下，将碳酸氢铵溶液滴加到净化液中，控制反应液的最终pH 在6.5~7.0，得到
沉淀。发生反应的离子方程式为 ，将温度控制在30℃~35℃的原因为 。
(6)“沉锰”中
溶液浓度对纯度，产率的影响如图所示，应选择的浓度为 ，得到纯净碳酸锰
的“系列操作”包括 。
【知识点3】钴及其化合物
1．钴(Co)
(1)物理性质：银白色、有延展性并具有铁磁性的金属元素，密度、熔点都较高，钴相对较脆、较硬。
(2)化学性质——中等活泼金属
①常温下与氧、硫等非金属单质无显著作用，但在高温时有剧烈反应；
②与稀H2SO4和稀盐酸反应较缓慢；
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③在冷的浓硝酸中易钝化，与稀硝酸易反应；
2．钴的氧化物
CoO
Co2O3——氧化高钴
** 错误的表达式 **物理性质：灰绿色，不溶于
水。
** 错误的表达式 **化学性质：一定条件下可被H2
或CO 还原成单质钴。能溶于酸和强碱，不溶于
水、醇和氨水。
** 错误的表达式 **物理性质：黑色，不溶于水。
** 错误的表达式 **化学性质：具有强氧化性。
Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O
3．钴的氢氧化物
Co(OH)2
Co(OH)3
** 错误的表达式 **物理性质：粉红色固体，不溶
于水。
** 错误的表达式 **化学性质
a．能与酸反应：Co(OH)2＋H2SO4===CoSO4＋2H2O
b．弱还原性：在空气中被缓慢氧化为棕褐色的
Co(OH)3；可被强氧化剂(如H2O2)迅速氧化。
** 错误的表达式 **物理性质：棕色固体，不溶于
水。
** 错误的表达式 **化学性质：具有强氧化性。
2Co(OH)3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋6H2O
4．Co3＋仅能够存在于固态物质或配合物中，在水溶液中会发生如下反应：
4Co3＋＋2H2O===4Co2＋＋4H＋＋O2↑
CoCl3在加热或遇水时发生分解：2CoCl3
2CoCl2＋Cl2↑
【例1】[Co(NH3)6]Cl3(三氯六氨合钴)是合成其它含钴配合物的重要原料，其晶体制备流程如下，下列说法
错误的是
A．活性炭的作用是催化剂
B．已知氧化步骤需控温在60℃进行，故H2O2溶液应缓慢滴加
C．操作X 中加入盐酸的目的是提供酸性环境
D．[Co(NH3)6]3+是以Co3+为中心的正八面体结构，则[Co(NH3)4Cl2]+的空间结构可能有2 种
【例2】
主要用作选矿剂、催化剂、伪装涂料的颜料、饲料、微肥、陶瓷及生产氧化钴的原料。某
工厂用废旧钴基合金（主要成分为CoO，还含有
）制备
工艺流程如图所
示：
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已知：①常温下，
，
，
；②
。
下列叙述错误的是
A．向“浸出液”中通入足量
，有白色沉淀生成
B．该工艺条件下，
不能氧化
C．“酸浸”所得“浸渣”的成分有
D．若“沉钙”后的溶液中
，则此时溶液的pH 为5.3
【例3】某学习小组为探究各价态钴的化合物与
的反应，室温下进行了如下实验。已知：
溶液
为粉红色、
溶液为蓝色、
为红色、
为墨绿色。
步骤
操作
现象
①
向
溶液中滴加过量30%
溶液
无明显现象
②
向含有过量浓
的溶液中滴加
溶液
溶液变为红色，有气泡冒出
③
把步骤①溶液倒入含有大量浓
的溶液中
溶液变为墨绿色，并产生大量能使带火星
木条复燃的气体
④
向步骤③完全反应后的溶液中加入足量
稀硫酸
溶液变先变为蓝色，一段时间后溶液变为
粉红色，变色过程中始终有气体生成。
下列说法错误的是
A．步骤④中生成的气体与步骤②生成气体相同
B．步骤③中
发生了两个氧化还原反应
C．步骤③表明
是
分解的催化剂
D．
溶液在酸性条件下不稳定
【例4】实验室用反应
制备三氯化六氨合钴。
下列有关说法正确的是
A．
中既含共价键又含离子键
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B．
的基态核外电子排布式为
C．
的空间结构为直线型
D．中子数为18 的氯原子可表示为
【例5】某炼锌废渣含有锌、铅、铁、钴、锰的+2 价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴(Ⅱ)的一种
工艺流程如下。
已知：Fe2+完全沉淀时pH≥9；Fe3+完全沉淀时pH≥3.2。
回答下列问题：
(1)“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是 。“浸渣”的主要成分为 (填化学式)。
(2)“沉锰”步骤中加入Na2S2O8的目的是 。
(3)“沉钴”步骤中，控制溶液pH=5.0~5.5，加入过量的NaClO 氧化Co2+，其反应的离子方程式为
。
(4)“转化”步骤中有黄绿色气体产生，反应的离子方程式为 ；若用H2O2和稀H2SO4代替浓
HCl，其优点是 。
(5)工业上利用电解含Co(Ⅱ)的水溶液制备金属Co 和H2SO4的装置如图。
①图中Co 电极应连接电源的 (填“正”或“负”)极，“电解”时石墨电极的电极反应为
。
②离子交换膜Ⅱ为 (填“阴”或“阳”)离子交换膜；H2SO4溶液浓度的大小：m
(填“＞”“＜”或“=”) n。
【知识点4】镍及其化合物
1．镍(Ni)
(1)物理性质：银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素，它能够高度磨光和抗腐蚀，密度、熔点都
较高。
(2)应用：主要用于合金(如镍钢和镍银)及用作催化剂。
(3)化学性质——中等活泼金属
与非金属反应
a．镍不溶于水，常温下在潮湿空气中表面形成致密的氧化膜，能阻止本体金属继续氧
化，所以在空气中比较稳定。
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b．常温下与氧、硫等非金属单质无显著作用，但在高温时有剧烈反应。
2Ni＋O2=====2NiO(耀眼白光)
Ni＋Cl2=====NiCl2
Ni＋S=====NiS
与酸的反应
与稀H2SO4和稀盐酸反应较缓慢：Ni＋H2SO4===NiSO4＋H2↑
与氧化性酸反应
在冷的浓HNO3中“钝化”，与热的浓HNO3、稀HNO3都有反应。
2．镍的氧化物
NiO（氧化镍）
Ni2O3（氧化高镍）
** 错误的表达式 **物理性质：暗绿色，不溶于
水。
** 错误的表达式 **化学性质：能溶于酸和氨水，
具有还原性。
NiO＋H2SO4===NiSO4＋H2O
2NiO＋O2===2Ni2O3
** 错误的表达式 **物理性质：黑色，不溶于水。
** 错误的表达式 **化学性质：具有强氧化性。
Ni2O3＋6HCl===2NiCl2＋Cl2↑＋3H2O
2Ni2O3＋4H2SO4===4NiSO4＋O2↑＋4H2O
3．镍的氢氧化物
Ni(OH)2：氢氧化镍
Ni(OH)3：氢氧化高镍
** 错误的表达式 **物理性质：绿色，不溶于水
** 错误的表达式 **化学性质
a．能与酸反应：Ni(OH)2＋H2SO4===NiSO4＋2H2O
b．弱还原性：Ni(OH)2在空气中不易被氧化，只有
在更强的氧化剂(Cl2 、NaClO) 下才会氧化生成
Ni(OH)3。
2Ni(OH)2＋Cl2＋2OH－===2Ni(OH)3＋2Cl－
2Ni(OH)2＋NaClO＋H2O===2Ni(OH)3＋NaCl
** 错误的表达式 **物理性质：黑色，不溶于水
** 错误的表达式 **化学性质：具有强氧化性
2Ni(OH)3＋6HCl===2NiCl2＋Cl2↑＋6H2O
【例1】含镍催化剂主要含有金属镍，还含有金属铁、铝及其氧化物。一种从含镍催化剂中回收金属的工
艺流程如图所示：
已知：
完全沉淀时的
为8.9，下列说法错误的是
A．“酸浸”时，若用浓硫酸，可加快反应速率，提高酸浸效果
B．“酸化”时所加X 可为过量的
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C．若未加
，所得产品中可能含有
D．“一系列操作”为“蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥”
【例2】镍(
)的金属活动性与铁相近，镍元素在化合物中常见+2 价，下列预测正确的是
A．
能与
反应生成
B．
能与盐酸反应产生
C．
不能与稀硫酸反应产生
D．
溶液中的少量杂质
可加入
粉除去
【例3】碱式氧化镍是镍电池的正极活性材料。利用镍渣(主要含N
iO，及少量
、CuO、CaO、
BaO、
等杂质)制备碱式氧化镍的流程如下：
下列叙述错误的是
A．粉碎镍渣可加快“酸浸”速率
B．浸渣的成分主要为
、
、
C．最后一步“氧化”工序中，若通入4.48 L
，则理论上能够制备碱式氧化镍36.8 g
D．“除铜”时发生的氧化还原反应为
【例4】镍能形成多种配合物如正四面体形的
和平面正方形的
、正八面体形的
等，下列说法正确的是
A．
中的配位原子是氧原子
B．
中Ni、C、N 不可能处在同一直线上
C．
中
键角比107.3°小
D．
和
中均有d 轨道参与杂化
【例5】镍废料中主要含有
单质，还有少量的
单质等。现从中制取
，可用于制造人造
卫星、宇宙飞船的高能电池，也可用于制成镍铬碱性电池。生产流程见下：
13
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已知
金属离子在不同
下的沉淀情况如下：
开始沉淀
3.0
5.0
7.4
9.7
完全沉淀
4.0
6.5
9.0
11
回答下列问题：
(1)“酸浸”时参与反应的
与
物质的量之比保持为
，此时
单质被氧化为
，所发生
反应的化学方程式为 。
(2)加入碳酸钙调
的目的是 ，“沉渣2”的主要成分是 ，必须先过滤“沉渣1”后再进行
“除
”的原因是 。
(3)加入
“除
”的过程产生了 沉淀。
(4)“操作B”是 、 。“煅烧”时隔绝空气，所产生两种气体的成分是 。
(5)
溶于盐酸产生
，再加入适量
和
混合溶液制备
。生成
时发生反应的离
子方程式为 。
(6)根据上表数据计算，当
溶液中
完全沉淀时，
。
【知识点5】锌及其化合物的性质
1．锌的化学性质：锌的化学性质与铝相似，所以，通常可以由铝的性质，推断锌的化学性质(两性)，单质
锌，即可与酸反应，又可与碱反应。
（1）在含有CO2的潮湿空气中很快变暗，生成碱式碳酸锌，一层较紧密的保护膜：
CO2＋2O2＋3H2O＋4Zn===ZnCO3·3Zn(OH)2
（2）与大多数非金属反应：
2Zn＋O2
2ZnO，
Zn＋X2
ZnX2(X 为F、Cl、Br、I)
（3）与酸、碱的反应：
14
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Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑，
Zn＋2H2O＋2NaOH===Na2[Zn(OH)4]＋H2↑或Zn＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2↑
锌和铝又有区别，锌溶于氨水形成氨配离子，而铝不溶于氨水形成配离子：
Zn ＋4NH3＋2H2O===[Zn(NH3)4]2+＋H2↑＋2OH－
（4）与盐溶液的置换反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋
3．氧化锌——两性氧化物
ZnO＋2HCl===ZnCl2＋H2O
ZnO＋2NaOH＋H2O===Na2[Zn(OH)4]或ZnO＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2O
4．氢氧化锌——两性氢氧化物
（1）两性： Zn(OH)2＋2H＋===Zn2＋＋2H2O，
Zn(OH)2＋2OH－===[Zn(OH)4]2－或Zn(OH)2＋2OH－===ZnO＋2H2O
（2）受热分解：Zn(OH)2
ZnO＋H2O
（3）与氨水反应：Zn(OH)2＋4NH3·H2O===[Zn(NH3)4]2+＋4H2O＋2OH－
（4）制法：Zn2＋＋[Zn(OH)4]2－===2Zn(OH)2↓或Zn2＋＋ZnO＋2H2O===2Zn(OH)2↓
5．锌盐
（1）ZnSO4
①与可溶性钡盐反应：ZnSO4＋BaCl2===ZnCl2＋BaSO4↓
②与强碱溶液反应
ZnSO4溶液中加入少量NaOH 溶液：Zn2＋＋2OH－===Zn(OH)2↓
ZnSO4溶液中加足量NaOH 溶液：Zn2＋＋4OH－===[Zn(OH)4]2－或Zn2＋＋4OH－===ZnO＋2H2O
③与Na2[Zn(OH)4]或Na2ZnO2反应生成Zn(OH)2沉淀。
（2）Na2[Zn(OH)4]或Na2ZnO2
①与少量盐酸反应：
Na2[Zn(OH)4]＋2HCl===Zn(OH)2↓＋2NaCl＋2H2O 或Na2ZnO2＋2HCl===Zn(OH)2↓＋2NaCl
②与足量盐酸反应：
Na2[Zn(OH)4]＋4HCl===ZnCl2＋2NaCl＋4H2O 或Na2ZnO2＋4HCl===ZnCl2＋2NaCl＋2H2O
③与少量CO2反应：
Na2[Zn(OH)4]＋CO2===Zn(OH)2↓＋Na2CO3＋H2O 或Na2ZnO2＋CO2＋H2O===Zn(OH)2↓＋Na2CO3
④与足量CO2反应：
Na2[Zn(OH)4]＋2CO2===Zn(OH)2↓＋2NaHCO3或Na2ZnO2＋2H2O＋2CO2===Zn(OH)2↓＋2NaHCO3
⑤与可溶性锌盐发生相互促进的水解反应，生成Zn(OH)2沉淀。
【例1】从炼钢粉尘(主要含
和ZnO)中提取Zn 的流程如下：
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已知：“盐浸”时ZnO 转化为
，仅少量铁元素浸出；
。
下列说法正确的是
A．“盐浸”主要离子反应：
B．“滤渣”的主要成分为
C．“沉锌”的离子反应：
D．“滤液”可直接循环利用
【例2】实验室以含锌废液(主要成分为
，还含有少量的
、
，溶液
)为原料制备
的实验流程如下图所示。已知
结构为
，
具有强氧化性，易被
还原为
。下列说法正确的是
A．“除锰”反应表明氧化性大于
B．试剂X 可以选用Zn、ZnO、
等物质
C．“沉锌”反应的离子方程式为
D．滤液中一定大量存在阳离子有
、
和
【例3】明朝宋应星所著的《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性“工艺百科全
书”，其中介绍了锌的冶炼方法：把炉甘石
和煤炭饼装入炼锌罐(如图所示)，泥封，“其底铺
薪，发火煅红”，“冷定毁罐取出”。
已知：锌的熔点为419℃，沸点为907℃。
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下列说法不正确的是
A．冷凝区中，锌由气态转化为液态，理论上该区温度控制在419 907℃
∼
B．“冷定”后“毁罐”取锌的原因是防止
在较高的温度下被氧化成
C．反应区中，
分解生成
和
D．反应区中，
与
发生置换反应得到
，
被还原
【例4】锌与不同密度的硝酸反应时，主要还原产物的百分比与硝酸的密度的关系如图所示。下列说法正
确的是(已知：常温下，50%的硝酸密度约为
)
A．氮与氧只能形成三种氧化物
B．锌与密度为
的硝酸反应时，n(消耗
) n(
∶
消耗
)
C．常温下，50%的硝酸的物质的量浓度约为
D．还原产物中
的百分比随硝酸密度增大而升高
【例5】以固体废锌催化剂(主要成分为
及少量
)为原料制备锌的工艺流程如
图：
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已知：①“浸取”时，
、
转化为
、
进入溶液；
②
时，
、
；
③深度除杂标准：溶液中
；
④有机萃取剂(用
表示)可萃取出
，其萃取原理反应为：
。
(1)基态
原子价电子排布式为 。
(2)“浸取”温度为
时，锌浸出率可达
，继续升温浸出率反而下降，其原因为 。
(3)“操作a”的名称为 。
(4)“深度除锰”是在碱性条件下将残留的
转化为
，离子方程式为 。
(5)“深度除铜”时，锌的最终回收率、除铜效果[除铜效果以反应后溶液中铜锌比
表示]
与“
加入量”[以
表示] 的关系曲线如图所示。
①当
加入量
时，锌的最终回收率下降的原因是 (用离子方程式表示)，该反应
的平衡常数为 (计算结果保留小数点后两位)。(已知：
的
)
②“深度除铜”时
加入量最好应选 。
a．
b．
c．
d．
(6)“电解”时，使用惰性电极，阴极存在竞争反应。该竞争反应的电极反应式为 。
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第24 讲 补充元素：铬、锰、钴、镍、锌及其化合物 （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．铬(Cr)是一种重要的金属，其金属性介于锌和铁之间。根据元素周期律的知识，下列关于铬及其化合物
的说法正确的是
A．铬与冷水能发生剧烈反应
B．Cr(OH)3的碱性比NaOH 的强
C．铬不能与稀盐酸发生反应
D．高温条件下，Cr2O3能与Al 反应置换出Cr
2．下列说法错误的是
A．锌与
在高温下反应生成
B．可用
与
发生反应制取
C．
、
等活泼的金属和非金属用电解法制得
D．偏铝酸钠溶液与氯化铝溶液混合有白色沉淀生成
3．工业上常用
碱性溶液吸收工业废气中的
，为了提高吸收效率，常用
作为催化剂，在反
应过程中产生的四价镍和氧原子都具有极强的氧化能力，可加快对
的吸收，其中的催化过程如图所
示：
下列说法不正确的是
A．
碱性溶液吸收
的离子方程式是：
B．过程1 的离子方程式是：
C．过程2 中，氧化剂是
，还原剂是
D．此催化过程的离子反应为：
4．三氯化六氨合钴(III){[Co(NH3)6]Cl3}是重要的化工原料，工业上可以活性炭为催化剂，通过H2O2氧化有
氨和NH4Cl 存在的CoCl2溶液来制备。其反应的化学方程式为2CoCl2·6H2O+10NH3+2NH4Cl+H2O2
2[Co(NH3)6]Cl3+14H2O。下列说法错误的是
A．配离子[Co(NH3)6]3+中的Co 位于由N 原子组成的正八面体中心
B．配合物{[Co(NH3)6]Cl3]}中含有离子键、极性键和配位键
C．[Co(NH3)6]Cl3中的配体为NH3，中心离子的配位数为6
D．取钴(III)的另一种配合物一[Co(NH3)5Cl]Cl2与足量AgNO3溶液反应，得到沉淀的物质的量为3mol
5．碳酸锰(
)可用作瓷釉、肥料和饲料添加剂，还应用于医药，电焊条辅料等。某含锰废水中主要
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含有
、
、
、
、
、
，以该废液为原料制备碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如图所
示(部分操作和条件已略，
沉淀完全的pH 为3.7、
沉淀完全的pH 为5.2)。下列说法不正确
的是
A．试剂X 可能是
B．滤渣1 主要成分为
、
C．除重金属时发生的离子方程式为：
D．反应中加入稍过量的
，碳化过程中发生的离子方程式为
6．工业上以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳
酸锰(MnCO3)，其工业流程如图。下列说法错误的是
A．浸锰过程中
与
反应的离子方程式为：
B．过滤I 所得滤液中主要存在的金属阳离子为
和
C．滤渣Ⅱ的主要成分含有
D．加入
溶液发生反应的主要离子方程式为：
7．硫酸锌是一种重要的工业原料，广泛用于农业、化工、电镀等行业。工业上由锌渣(主要成分为ZnO、
FeO、CuO、PbO)生产ZnSO4•7H2O 的流程如图：
下列叙述不正确的是
A．“溶浸”时搅拌可以加快“溶浸”速率，“滤渣A”的主要成分是PbSO4
B．NaClO 的作用主要是将Fe2+氧化为Fe3+方便以沉淀的形式除去
C．“反应II”中，加入锌粉时反应的离子方程式为Cu2++Zn=Zn2++Cu
D．从滤液获得ZnSO4•7H2O 的实验操作为蒸发结晶、洗涤、干燥
8．钒电池的安全性能优良，中国科学技术大学研制出锌离子和水分子共插层的
理想的水系锌离子电池材料，制备过程如下：
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该电极放电时变化为
已知制备过程中V 的化合
价未发生改变，所涉及物质中除ZVO 外均为电中性物质，过程②可视为转化成电中性材料后，再嵌入Zn2
＋。下列说法中正确的是
A．ZVOH 作为新型电池的负极材料
B．反应①属于复分解反应
C．获得Zn(NO3)2·6H2O 时，当溶液出现大量晶体时应停止加热，余热蒸干
D．ZVO 中嵌入进来的Zn2＋占总锌量的
9．某小组以废镍催化剂(主要成分是Ni，含少量Zn、Fe、CaO、
等杂质)为原料制备草酸镍晶体的流
程如下：
已知：室温下，
。下列说法中错误的是
A．滤渣1 的成分是
、
B．滤渣2 经过洗涤、干燥、灼烧可制得铁红
C．除钙时，为了确保滤液中
mol L
⋅
，溶液中
至少为
mol L
⋅
D．萃取时先从下口放出下层液体，待下层液体刚好放完，再从下口放出上层液体
10．利用含镍电极废料制备
的过程可表示为：
已知：①含镍电极废料中除
外还含有少量
，
和不溶性杂质
②“酸浸”后溶液中含有
和少量的
和
，除杂后方可氧化
下列说法错误的是
A．由工业流程可知：
的氧化性大于
B．氧化过程的离子方程式：
C．除杂过程中利用了
、
和
的溶度积的不同通过调节
后过滤
D．利用电解碱性
悬浊液也可以制备
，为提高电解效率可以适当加入一定量
溶液
11．钴(Co)及其化合物在磁性材料、电池材料、超硬材料及催化剂等领域有广泛应用。已知钴的常见化合
价有+2 价和十3 价，其单质及化合物的性质与铁相似，Co3O4具有强氧化性。Co(OH)2在空气中加热时，固
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体质量(已知：A、B、C 三点对应的固体均不含氢元素)随温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A．Co(OH)2在空气中加热到1000℃时，固体的成分为CoO
B．Co(OH)2在空气中加热到500℃时，固体中Co、O 两种元素的质量之比为3：4
C．Co3O4中+2 价和+3 价原子的个数比为1：2
D．Co3O4与浓盐酸反应生成Cl2的离子方程式为Co3O4+8H+ +2C1- =3Co2++Cl2↑+4H2O
12．某化学兴趣小组以含钴废渣(主要成分CoO、Co2O3，还含有Al2O3、ZnO 等杂质)为原料制备Co2O3的
一种实验流程如下。下列与流程相关的原理、装置和操作能达到实验目的的是
A．“酸浸”中的SO2作还原剂，用装置甲制取
B．“酸浸”所需的250 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液用装置乙配制
C．“萃取”的目的是除去Zn2+，用装置丙，振荡时分液漏斗下端应向下倾斜
D．“沉钴”时向萃取液中缓慢滴加沉淀剂，用装置丁过滤所得悬浊液
13．普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：
，碱性
锌锰电池的总反应为：
。下列说法正确的是
A．普通锌锰电池为一次电池，该废旧电池可反复充放电
B．普通锌锰电池正极反应式为：
C．碱性锌锰电池工作时KOH 没有发挥作用
D．两种电池工作时电子均由 MnO2经外电路流向Zn
14．实验室模拟工业处理含铬废水，操作及现象如图1，反应过程中铬元素的化合价变化如图2。已知
H2O2是常用的强氧化剂之一。下列说法正确的是
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A．实验开始至5 s，铬元素被氧化
B．实验开始至30 s，溶液中生成Cr3+时的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1 3∶
C．30 s 至80 s 的过程，一定是氧气氧化了Cr3+
D．80 s 时，溶液中的主要阴离子仍为Cr2O
15．检验
的反应有如下两种途径。下列说法正确的是
A．反应①中
被还原
B．乙醚与
中的铬元素形成共价键，有利于蓝色现象的观察
C．反应②为：
D．反应③中溶液的
越小，反应速率越慢
二、非选择题：本题共5 小题，共55 分。
16．工业上，从有机催化剂(主要含钴和锌)回收金属的简易流程如下：
回答下列问题：
(1)“灼烧”的目的是 。“酸浸”时加入稀硫酸，浸出液含有
、
、
、
、
等，检验
的试剂是 (填化学式)。
(2)“净化”中加入
，生成
和
。书写离子方程式： 。
(3)
(已知其中硫为＋6 价)中含 mol 过氧键
，“沉钴”中加入
，还原产物为
。
转化成
，理论上消耗 mol
。
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(4)“沉钴”的
不能太高，原因是 。
(5)“沉锌”加入
，反应的离子方程式为 ；沉锌的温度不能太高，原因是
。
(6)“沉钴”中，
时
的数量级为 。
17．三氧化二镍(
)常用作磁性材料，具有强氧化性。以镍铜矿(含有NiS、CuS、
以及少量的不溶
杂质)为原料制备
。
(1)煅烧。将一定量的镍铜矿与
混合后，粉碎后在富氧空气中充分煅烧。煅烧时加入
的目的是
。
(2)酸浸。将煅烧得到的固体(含CuO、CaO、
、
、
)加入三颈瓶中(装置见下图)，通过恒
压滴液漏斗缓慢滴加稍过量的稀硫酸，充分反应。
①反应后所得溶液中含
、
、
，写出酸浸时
发生反应的化学方程式： 。
②如何判断“酸浸”反应已经完成： 。
(3)除杂。将三颈瓶中悬浊液倒出、过滤后，向所得滤液中加入足量Ni 粉，充分反应后过滤，调节滤液的
pH，向滤液中加入NaF 溶液将
沉淀除去。[溶液中
，
，
，
，离子浓度
沉淀完全]
①加入Ni 粉的目的是除去溶液中的
。不选择用调节pH 的方法除去
的原因是： 。
②实际消耗Ni 粉的量大于理论用量，原因是 。
(4)制备
：请补充完整由除杂后得到的
溶液制取
的实验方案：量取
，测得
其中
的浓度为
， ，得到
。(可选用的试剂：
溶液、稀盐酸、
溶液)。已知：
样品在空气中煅烧，样品的固体残留率(
)随热解温
度的变化如下图所示。
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18．三氯化六氨合钴(
)是一种重要的化工产品。实验室以
为原料制备三氯六氨合钴的
方法如下，回答下列问题：
Ⅰ．制备氯化钴：已知
易潮解，可用高熔点金属钴与氯气反应制取。实验室可用下图装置进行制备
(1)仪器a 的名称为 。
(2)A 中固体为高锰酸钾，则反应的离子方程式为 。装置B 中试剂X 为 。
(3)球形干燥管中试剂的作用为 。
Ⅱ．制备三氯化六氨合钴：将制备的
按下图流程操作：
(4)“氧化”步骤中应控温在60℃进行，可采取水浴加热，其优点为 。
(5)利用
、
、浓氨水、
制备
的总反应化学方程式 。
(6)操作X 中，加入浓盐酸的作用是 。
Ⅲ．测定钴含量：准确称量3.0000g 样品
，加入硫酸酸化的KI 溶液至样品恰好完全溶解，
配成250mL 溶液。量取25.00mL 溶液，加入适量缓冲溶液，几滴淀粉溶液，用0.1000mol/L
溶液
滴定生成的
，消耗
溶液的体积为10.00mL。
(已知：①
将
氧化成
，自身被还原成
；②
)。
(7)计算样品中钴元素的质量分数为 %(保留至小数点后两位)。
19．氧化法制备高锰酸钾的实验步骤如下：
(1)“熔融氧化”操作应在 坩埚中进行(填“瓷”、“氧化铝”或“铁”)，将Mn 元素氧化为
K2MnO4，该反应的化学方程式为 。
(2)“歧化”操作在如图所示装置中进行。
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①下列气体也可选装置A 进行制备的是 (填标号)。
A．MnO2与浓盐酸制Cl2
B．CaO 与浓氨水制NH3
C．Zn 与稀硫酸制H2
D．Na2SO3与70%硫酸制SO2
②为了提高KMnO4的产率，装置B 中的试剂为 。
③锰元素的氧化态-吉布斯自由能图如图所示。由图可知，在酸性溶液中Mn2+是锰的最稳定态，则在碱性
溶液中 (填化学式)是锰的最稳定态。
④当装置C 中pH 值为11.4 时，停止反应。装置C 中发生反应的离子方程式为 。
(3)测定KMnO4粗品纯度：称取mg KMnO4粗品(杂质不与Fe2+发生反应)于烧杯中溶解，并加稀硫酸酸化，
配成250mL 待测溶液。取25.00mL 0.01mol/L (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液于锥形瓶中，再用待测液滴定标准
液，滴定至终点时记录数据，重复以上实验三次，平均消耗待测液12.50mL。
KMnO
①
4粗品的纯度为 %(含m 的式子表示)。
②下列情况会导致KMnO4粗品的纯度测量值偏大的是 (填标号)。
A．在烧杯中溶解时，有少量液体溅出
B．量取标准溶液的滴定管没有润洗
C．滴定达到终点时发现滴定管尖嘴内有气泡产生
D．滴定前平视，滴定后仰视读数
20．重铬酸钾（
）在不同领域有着重要用途。
(1)室温下，
溶液中含铬物种的浓度与pH 的关系如图所示，反应
的平衡常数
。
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(2)酸性
溶液曾用于检测司机是否酒后驾驶，反应原理如下（未配平）：
为探究
用量对该反应速率的影响，设计如下实验：
室温下，将不同体积的
溶液分别与
溶液混合，加入
乙醇溶液，用蒸馏水定容至50mL；静置30min 后，用分光光度计测得溶液的吸光度A 与
溶液体积
的关系如图所示（吸光度A 仅与
的浓度成正比）。
①若实验中加入的
与乙醇完全反应，转移电子的物质的量为 mol。
②随着硫酸用量增加，吸光度A 先增大后基本不变的原因是 。
(3)醋酸亚铬
是一种红色晶体，在气体分析中常用作氧气吸收剂，其难溶于冷
水，易溶于酸，潮湿环境下易被氧化。实验室用
制备醋酸亚铬的装置如图所示：
①吸滤瓶中，锌将
还原为
（蓝色）的离子方程式为 。实验中锌必须过量的原因是
。
②锥形瓶中发生反应
。请补充完整实验方
案：打开
，关闭
，打开
，向吸滤瓶中逐滴加入
盐酸溶液； ；依次用蒸馏水、无水
乙醇、无水乙醚洗涤晶体，干燥（实验中必须使用的用品：瓶塞、冰水浴）。
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