高中化学晶格能的应用试题

某工厂用软锰矿（含MnO₂约70% 及A1₂O₃）和闪锌矿（含ZnS约80％及FeS）共同生产MnO₂和Zn（干电池原料）：

已知：①A是MnSO₄、ZnSO₄、Fe₂(SO₄)₃、Al₂(SO₄)₃的混合液。
②IV中的电解方程式为
（1）A中属于还原产物的是＿＿＿＿＿。
（2）加人MnCO₃、Zn₂（OH）₂CO₃的作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；II需要加热的原因是：＿＿＿＿＿＿ ；C的化学式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）该生产中除得到MnO₂和Zn以外，还可得到的副产品是＿＿＿＿＿。
（4）如果不考虑生产中的损耗，除矿石外，需购买的化工   原料是＿＿＿＿＿＿＿。
（5）要从Na₂SO₄溶液中得到芒硝（Na₂SO₄·10H₂O），需进 行的操作有蒸发浓缩、　　、过滤、洗涤、干燥等。
（6）从生产MnO₂和Zn的角度计算，软锰矿和闪锌矿的质量比大约是＿＿＿＿。

Ⅰ.现代工业常以氯化钠为原料制备纯碱，部分工艺流程如下：
 k+s-5#
已知NaHCO₃在低温下溶解度较小。反应Ⅰ为：NaCl+CO₂+NH₃+H₂ONaHCO₃↓+NH₄Cl，处理母液的两种方法如下：
（1）向母液中加入石灰乳，可将其中________循环利用。
（2）向母液中通入NH₃，加入细小的食盐颗粒并降温，可得到NH₄Cl晶体。试写出通入NH₃后，溶解度较小的酸式碳酸盐转变为溶解度较大的碳酸盐的离子方程式 _____________________________。
Ⅱ.某化学小组模拟“侯氏制碱法”，以NaCl、NH₃、CO₂和水等为原料以及下图所示装置制取NaHCO₃，然后再将NaHCO₃制成Na₂CO₃。

（1）装置丙中冷水的作用是                      ；
（2）由装置丙中产生的NaHCO₃制取Na₂CO₃时，需要进行的实验操作有_______、洗涤、灼烧。NaHCO₃转化为Na₂CO₃的化学方程式为             ；
（3）若在（2）中灼烧的时间较短，NaHCO₃将分解不完全，该小组对一份加热了t₁ min的NaHCO₃  样品的组成进行了以下探究。取加热了t₁ min的NaHCO₃样品29.6 g完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌。随着盐酸的加入，溶液中有关离子的物质的量的变化如图所示。则曲线a对应的溶液中的离子是___________（填离子符号下同）；曲线c对应的溶液中的离子是___________；该样品中NaHCO₃和Na₂CO₃的物质的量之比是           ；

（4）若取21.0 g NaHCO₃固体，加热了t₂ rnin后，剩余固体的质量为l4.8 g。如果把此剩余固体全部加入到200 mL 2 mol•L^—1的盐酸中，则充分反应后溶液中H⁺ 的物质的量浓度为____________（设溶液体积变化忽略不计）

难溶性杂卤石(K₂SO₄·MgSO₄·2CaSO₄·2H₂O)属于“呆矿”，在水中存在如下溶解平衡：
K₂SO₄·MgSO₄·2CaSO₄·2H₂O(s)2Ca^2＋＋2K^＋＋Mg^2＋＋4SO₄^2-＋2H₂O。为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)₂溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：

（1）滤渣主要成分有________和CaSO₄以及未溶杂卤石。
（2）用化学平衡移动原理解释Ca(OH)₂溶液能溶解杂卤石浸出K^＋的原因：
                                                                                     。
（3）“除杂”环节中，先加入            溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入        溶液调滤液pH至中性。
（4）不同温度下，K^＋的浸出浓度与溶浸时间的关系见右图。由图可得，随着温度升高，
①                                     ，
②                                      ，

③溶浸出的K^＋的平衡浓度增大。
（5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO₄(s)＋CO₃^2-CaCO₃(s)＋SO₄^2-。已知298 K时，K_sp(CaCO₃)＝2.80×10^－9，K_sp(CaSO₄)＝4.90×10^－5，计算此温度下该反应的平衡常数，K＝                                  。

某企业以辉铜矿为原料生产碱式碳酸铜，工艺流程如下所示：

已知：[Cu(NH₃)₄]²⁺(aq) Cu²⁺(aq) + 4NH₃(aq)根据以上工艺流程，下列说法不正确的是

A．气体X中含有SO2

B．为实现溶液C到溶液D的转化，加NH3·H2O至红棕色沉淀刚好完全，过滤即可

C．蒸氨过程发生总反应的化学方程式为：[Cu(NH3)4 ]Cl2 + H2OCuO + 2HCl↑+ 4NH3↑

D．在制备产品时，溶液D中不直接加入Na2CO3溶液的原因是游离的Cu^2+浓度太低

白铁皮（镀锌铁皮）常用于制造屋面、卷管和各种容器，利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe₃O₄胶体粒子及副产物ZnO。制备流程如下：

已知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。请回答下列问题：
（1）用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用是____________。
a．去除油污  b．溶解镀锌层  c．去除铁锈  d．钝化
（2）为获得Fe₃O₄胶体粒子，溶液B中必须含有一定量的Fe^2＋，可利用________检验其是否存在。
a．NaOH溶液  b．KSCN溶液  c．溶液KMnO₄  d．氯水
（3）由溶液B制备Fe₃O₄胶体粒子的过程中，必须持续通入N₂以保证产品的纯度，其原因是_____________ .
（4）在工业上常用水热法制造Fe₃O₄胶体粒子，有利于提高其纯度和磁性能，主要反应过程为：Fe²⁺+S₂O₃^2-+O₂+OH^-Fe₃O₄（胶体）+S₄O₆^2-+H₂O
①反应过程中起还原剂作用的微粒是________________；
②若反应过程中产生的Fe₃O₄（胶体）与S₄O₆^2－均为1mol，则参加反应的氧气在标准状况下的体积为____________L。

工业上用软锰矿（主要成分为MnO₂）制备高锰酸钾的工艺流程如图所示：

（1）高锰酸钾的氧化性强弱与溶液的酸碱性有关，在酸性条件下其氧化性较强。下列   酸能用于酸化高锰酸钾溶液的是____________（填序号）。

A．盐酸

B．稀硫酸

C．硝酸

D．氢硫酸

（2）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名称分别是______________、_______________、_______________。
（3）软锰矿与过量固体KOH和KClO₃在熔融状态下反应时的氧化剂是__________________（填化学式）。反应后加水溶解得到的滤液中主要含有KCl和K₂MnO₄，则滤液酸化时发生反应的离子方程式为 _______________________________。
（4）已知KMnO₄能与热的经硫酸酸化的Na₂C₂O₄反应生成Mn^2＋和CO₂。取上述制得的KMnO₄产品0.33 g，恰好与0.67 g Na₂C₂O₄完全反应，则KMnO₄的纯度为________％。

硼镁泥是一种工业废料，主要成份是MgO(占40%)，还有CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质，以此为原料制取的硫酸镁，可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO₄·7H₂O的工艺流程如下：

已知：NaClO与Mn²⁺反应产生MnO₂沉淀。

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2
开始沉淀pH	2.3	4.0	7.6
完全沉淀pH	4.1	5.2	9.6

 
根据题意回答下列问题：
(1)实验中需用1.00mol/L的硫酸80.0mL，若用98%的浓硫酸配制，除量筒、玻璃棒、胶头滴管外，还需要的玻璃仪器有            、              。
(2)滤渣的主要成份除含有Fe(OH)₃、Al(OH)₃外，还有          、          。
(3)加入的NaClO可与Mn²⁺反应产生MnO₂沉淀，该反应的离子方程式：                         。
在调节pH＝5～6之前，还有一种离子也会被NaClO氧化，该反应的离子方程式为：
                                                                                     。
(4)为了检验滤液中Fe³⁺是否被除尽，可选用的试剂是        。
A．KSCN溶液    B．淀粉KI溶液   C．H₂O₂     D．KMnO₄稀溶液
(5)已知MgSO₄、CaSO₄的溶解度如下表：

温度（℃）	40	50	60	70
MgSO4	30.9	33.4	35.6	36.9
CaSO4	0.210	0.207	0.201	0.193

“除钙”是将MgSO₄和CaSO₄混合溶液中的CaSO₄除去，根据上表数据，简要说明操作步骤      、                    。
(6)如果测得提供的硼镁泥的质量为100.0g，得到的MgSO₄·7H₂O196.8g，则MgSO₄·7H₂O的产率为                    (相对分子质量：MgSO₄·7H₂O－246  MgO－40)。

亚氯酸钠（NaClO₂）是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO₂的主要流程如下。

（1）Ⅰ、Ⅲ中发生反应的还原剂分别是         、          （填化学式）。
（2）Ⅱ中反应的离子方程式是                         。
（3）A的化学式是             ，装置Ⅲ中A在           极区产生。
（4）ClO₂是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备：
5NaClO₂ + 4HCl =" 5NaCl" + 4ClO₂↑ + 2H₂O。
① 该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是                。
② 研究表明：若反应开始时盐酸浓度越大，则气体产物中Cl₂的含量越大，运用氧化还原反应规律分析其原因是                                      。
（5）NaClO₂变质可分解为NaClO₃和NaCl。取等质量变质前后的NaClO₂试样配成溶液，分别与足量FeSO₄溶液反应时，消耗Fe²⁺的物质的量相同，从电子守恒的角度解释其原因是                    。

辉铜矿石主要含有硫化亚铜（Cu₂S）及少量脉石（SiO₂）。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下：

⑴写出浸取过程中Cu₂S溶解的离子方程式：____________________。
⑵回收S过程中温度控制在50～60℃之间，不宜过高或过低的原因是_____________。
⑶气体NO_x与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质，该反应的化学方程式为___________________________；向滤液M中加入（或通入）下列__________（填字母）物质，得到另一种可循环利用的物质。
a．铁        b．氯气      c．高锰酸钾 
⑷保温除铁过程中，加入CuO的目的是________________________；蒸发浓缩时，要用HNO₃溶液调节溶液的pH，其理由是___________________________。

黄钾铵铁矾[KNH₄Fe_x(SO₄)_y(OH)_z]不溶于水和稀硫酸，制取黄钾铵铁矾的示意图如下：

（1）溶液X是________。
（2）检验滤液中是否存在K^＋的操作是________________________。
（3）黄钾铵铁矾的化学式可通过下列实验测定：
①称取一定质量的样品加入稀硝酸充分溶解，将所得溶液转移至容量瓶并配制成100.00 mL溶液A。
②量取25.00 mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体9.32 g。
③量取25.00 mL溶液A，加入足量NaOH溶液，加热，收集到标准状况下气体224 mL，同时有红褐色沉淀生成。
④将步骤③所得沉淀过滤、洗涤、灼烧，最终得固体4.80 g。
通过计算确定黄钾铵铁矾的化学式(写出计算过程)。

工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe₂O₄，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物)制取金属锌的流程如图所示。回答下列问题：

（1）酸浸时ZnFe₂O₄会生成两种盐，该反应的化学方程式为___________。
（2）净化Ⅰ操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe^2＋氧化；第二步是控制溶液pH，使Fe^3＋转化为Fe(OH)₃沉淀。
①写出酸性条件下H₂O₂与Fe^2＋反应的离子方程式：___________。
②25 ℃时，pH＝3的溶液中，c(Fe^3＋)＝________mol·L^－1（已知25 ℃，K_sp[Fe( OH)₃]＝4.0×10^－38）。
③净化Ⅰ生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是____________________。
（3）若没有净化Ⅱ操作，则对锌的制备带来的影响是_________________。
⑷本流程中可以循环利用的物质除锌外还有________________。

活性Fe₃O₄为黑色固体，有磁性，其不溶于水、碱和酒精、乙醚等有机溶剂中， Fe₃O₄在潮湿的空气中或高温下易被O₂氧化。工业上利用锈蚀废铁为原料，利用共沉淀法制备活性Fe₃O₄（或写为FeO·Fe₂O₃）的流程如下：

（1）在制备过程中将块状固体原料粉碎磨成粉末，作用是                     。
（2）设计合理的实验方案证明Fe₃O₄与盐酸反应的产物中含有Fe²⁺、Fe³⁺，简述实验操作步骤和实验现象                                                             。
（可供选择的试剂：KSCN溶液、还原铁粉、氯水、酸性高锰酸钾溶液）
（3）假如在反应池中几乎没有气体产生，在合成池里所有铁元素转化为Fe₃O₄，则根据相关反应可知，配料中心很可能使混合物中的Fe₂O₃与Fe物质的量之比接近于      。
（4）在一次制备Fe₃O₄的实验中，由于配料中心反应物比例控制不当，获得了另一种产品Fe_xO_y。取一定量该产品溶于足量盐酸中，还需通入标准状况下224 mLCl₂才能把溶液中的Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，然后把所得溶液滴加足量NaOH溶液，将沉淀过滤、洗涤、蒸干，灼烧至恒重，得8 g固体。计算该产品的化学式。(请写出计算过程)

孔雀石主要含Cu₂(OH)₂CO₃，还含少量铁的化合物和硅的化合物。以孔雀石为原料可制备CuCl₂·3H₂O及纯碱，流程如图所示。

已知：溶液A只含Cu^2＋、Fe^2＋、Fe^3＋三种金属离子，且三种离子沉淀时的pH如表所示。回答下列问题。

金属离子	Fe^3+	Fe^2+	Cu^2+
pH	氢氧化物开始沉淀	1.9	7.0	4.7
氢氧化物安全沉淀	3.2	9.0	6.7

 
（1）E、H的化学式依次为        、        。
（2）图中“试剂1”若为H₂O₂，它在流程中的具体作用为                        。
（3）加入CuO的作用是调节溶液pH，则pH的范围为                        。
（4）由溶液C获得CuCl₂·3H₂O，需要经过蒸发浓缩、           、过滤、洗涤、干燥等操作，洗涤CuCl₂·3H₂O晶体需要的主要玻璃仪器有烧杯、              。

SO₂通过下列工艺流程可制化工业原料H₂SO₄和清洁能源H₂。

下列说法中正确的是

A．电解槽中也可以用铁电极代替石墨作为阳极

B．原电池中负极的电极反应为：SO2+2H2O+4e^-=SO4^2-+4H^+

C．该工艺流程用总反应的化学方程式表示为：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4

D．该生产工艺的优点Br2被循环利用，原电池产生的电能可充分利用，还能获得清洁能源

焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）常用作食品漂白剂。其制备工艺流程如下：

已知：反应Ⅱ包含2NaHSO₃Na₂S₂O₅＋H₂O等多步反应。
（1）实验室制取氨气的化学方程式：          。
（2）反应I的化学方程式为：          。
（3）“灼烧”时发生反应的化学方程式：          。
（4）已知Na₂S₂O₅与稀硫酸反应放出SO₂，其离子方程式为：          。
（5）副产品X的化学式是          。
（6）为了减少产品Na₂S₂O₅中杂质含量，需控制反应Ⅱ中气体与固体的物质的量之比约为     。检验产品中含有碳酸钠杂质所需试剂是    （填编号）
①酸性高锰酸钾       ②品红溶液       ③澄清石灰水  
④饱和碳酸氢钠溶液   ⑤NaOH          ⑥稀硫酸