高中化学晶格能的应用试题

世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒，而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀
有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO₂的流程如下：

（1）ClO₂中所有原子_____________（填“是”或“不是”）都满足8电子结构。上图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，除去杂质气体可选用_________
A．饱和食盐水    B．碱石灰    C．浓硫酸    D．蒸馏水
（2）稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品，下列说法正确的是(   )
A．二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理
B．稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围
C．在工作区和成品储藏室内，要有通风装置和监测及警报装置
（3）欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备。化学反应方程式为_____________________________。缺点主要是产率低、产品难以分离，还可能污染环境。
（4）我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠（NaClO₂）反应制备，化学方程式是 ___________________，此法相比欧洲方法的优点是____________________________。
（5）科学家又研究出了一种新的制备方法，利用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液还原氯酸
钠，化学反应方程式为______________________________________________________。
此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是 _________________________________。

工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的某工艺流程如下图所示。钛铁矿主要成分
为钛酸亚铁( FeTiO₃)．其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。

完成下列填空：
（1）步骤②中，用铁粉将Fe^3＋转化为Fe^2＋的反应的离子方程式为____。
（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的____（填字母序号）。
a．熔沸点差异    b溶解性差异    c氧化性、还原性差异
（3）步骤②、③、④中，均需进行的操作是____（填操作名称）。
（4）可利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分MnO₂）反应生产硫酸锰，则反应的离子方程式为                
（5）利用下图装置，石墨作阳极，钛网作阴极，熔融CaF₂－CaO做电解质，可获得金属钙，钙再作为还原剂，可还原二氧化钛制各金属钛。

①阳极所发生的反应为________。
②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是____。
（6）_T业上用4.0吨钛铁矿制得1. 6吨的二氧化钛，则钛铁矿中钛元素的质量分数是____。
（假设生产过程中钛没有损失）

工业上用黄铜矿冶炼铜及对炉渣综合利用的一种工艺流程如下：

（1）冶炼过程中得到Cu₂O和Cu的混合物称为“泡铜”，其与金属A1在高温条件下混合反应可得粗铜，反应化学方程式为________。粗铜精炼时应将粗铜连接在直流电源的____极，可在____极得到纯度较高的精铜。
（2）传统炼铜的方法主要是火法炼铜，其主要反应为：

每生成1 mol Cu，共消耗____mol O₂。反应③中的氧化剂是____。
（3）炼铜产生的炉渣(含)可制备Fe₂O₃。根据流程回答下列问题：
①加入适量NaClO溶液的目的是_______ （用离子方程式表示）。
②除去Al^3＋的离子方程式是____。
③选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。提供的试剂有：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO₄溶液、NaOH溶液、碘水。所选试剂是____。实验设计：________。

高锰酸钾是一种重要的化工产品。如图是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。

（1）KMnO₄稀溶液是一种常用的消毒剂，其消毒机理与(填字母)相似。

A．75%酒精

B．O3

C．二氧化硫

D．漂白粉

（2）写出上述流程中反应2的化学方程式:__                                
（3）上述流程中可以循环使用的物质有CO₂、           和        。(填化学式)
（4）若不考虑制备过程中的损失和整套装置的物质循环，则1 molMnO₂可制得___gKMnO₄。

碳酸锂广泛应用与陶瓷和医药等领域，以锂辉石（主要成分为LiAlSi₂O₆）为原材料制备Li₂CO₃的工艺流程如下：

已知：①2LiAlSi₂O₆＋H₂SO₄(浓) Li₂SO₄＋Al₂O₃·4SiO₂·H₂O↓
②Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺和Mg²⁺以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH分别为3.2、4.7、9.0和11.1
③某些物质的溶解度（S）如右表
请回答下列问题：
（1）锂辉石用浓硫酸浸取之前要粉碎成细颗粒的目的是                                  。
（2）滤液a中含有Li⁺、SO₄^2-,另含有Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺ 、Ca²⁺、Na⁺等杂质，步骤Ⅱ需在搅拌下加入石灰石以调节溶液的pH到6.0～6.5，此时沉淀的杂质离子有                            。
（3）步骤Ⅱ在滤液a中加入的除杂剂依次为适量的H₂O₂溶液，石灰乳和Na₂CO₃溶液，发生反应的离子方程式有                                                             。
（4）步骤Ⅲ中加入饱和Na₂CO₃溶液过滤后需要用热水洗涤的原因是                           。
（5）从滤液c中可回收的主要物质是                                                     。

工业上用白云石制备高纯氧化镁的工艺流程如下：

已知白云石的主要成分可表示为：
CaO 32.50%；MgO 20.58%；Fe₂O₃ 2.18%；SiO₂ 0.96%；其他 43.78%
（1）为了提高白云石的煅烧效果，可以采取的措施是         。
若在实验室中煅烧白云石，需要的仪器除酒精灯、三脚架以外，还需要      。

A．蒸发皿

B．坩埚

C．泥三角

D．石棉网

（2）加入H₂SO₄控制pH时，终点pH对产品的影响如图所示，pH过高会导致镁浸率降低，其原因为              ，pH过低对产品影响是            。

（3）从溶液中获得CaSO₄·2H₂O的操作是蒸发浓缩、       、过滤、洗涤、干燥。
（4）写出沉淀反应中的离子方程式：                                  。检验沉淀是否洗净的方法是：                                    。
（5）沉淀反应过程中，温度对产品的纯度也有一定的影响。如图为反应温度对氧化镁纯度的影响。最终确定本反应的适宜温度为          。

亚氯酸钠（NaClO₂）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：①NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂—3H₂O。
②纯ClO₂易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
（1）发生器中鼓入空气的作用可能是                                 。
（2）吸收塔内发生反应的化学方程式为                                       。
吸收塔内的温度不宜过高，否则会发生反应，其方程式为：             。
（3）在碱性溶液中NaClO₂比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是__                              __。
（4）ClO₂和氯气均能将电镀废水中的CN^—氧化为无毒物质，自身被还原为Cl^—，处理含CN^一相同量的电镀废水所需氯气的物质的量是ClO₂的            倍。

氧化锌粉末广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、玻璃等行业，为综合应用资源，常从冶炼锌、锌制品加工企业回收的锌渣（含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO、Al₂O₃等杂质）来制取氧化锌，流程如图：

有关氢氧化物沉淀完全的pH见下表：

（1）在酸浸过程中，常将锌渣碎成粉末并通入空气，同时保持酸过量，理由是     。
（2）上述工艺多处涉及“过滤”，实验室中过滤需要使用的玻璃仪器有烧杯、      。
（3）①在“除杂Ⅰ”中，常用酸性KMnO₄溶液，其目的是          ，KMnO₄是该反应的     （氧化剂、还原剂）。将溶液的pH调至4，目的是                      。
②在“除杂II”中，加入锌粉的目的是                                   。
（4）在“碳化合成”中，产物中有碱式碳酸锌［Zn₂(OH)₂CO₃］和CO₂等，请写出该反应的化学方程式                                                     。
（5）本工艺中，过滤分离次数较多，其明显的缺陷是                         。

工业上生产高氯酸（沸点：90^oC）时还同时生产了亚氯酸钠，其工艺流程如下：

（1）冷却过滤的目的是降低NaHSO₄的          ，并分离出NaHSO₄晶体。
（2）反应器2中发生反应的离子方程式为                                           ，SO₂的
作用是作      剂。
（3）上述工业生产高氯酸的化学反应为:3NaClO₃+3H₂SO₄（浓）＝3NaHSO₄+HClO₄+2ClO₂+H₂O，氧化产物与还原产物的物质的量之比为       。
（4）可以通过蒸馏滤液的方法得到高氯酸的原因可能是高氯酸的沸点比较    （填“高”或“低”），容易从溶液中逸出，循环使用的物质是        。

某科研小组以难溶性钾长石（K₂O•Al₂O₃•6SiO₂)为原料，提取A1₂O₃、 K₂CO₃等物质，工艺流程如下：

（1）“煅烧”过程中有如下反应发生：
①钾长石中的硅元素在CaCO₃作用下转化为CaSiO₃，写出SiO₂转化为CaSiO₃的化学方程式_____________________。
②钾长石中的钾元素和铝元素在Na₂CO₃作用下转化为可溶性的NaAlO₂和 KAlO₂，写出Al₂O₃转化为NaAlO₂的化学方程式____________________________。
（2）已知NaAlO₂和KAlO₂易发生如下反应：AlO₂^－+2H₂OAl(OH)₃+OH^－。
“浸取”时，应保持溶液呈______性（填“酸”或“碱”）。“浸取”时不断搅拌的目的是______________。
（3）“转化”时加入NaOH的主要作用是_______ (用离子方程式表示）。
（4）上述工艺中可以循环利用的主要物质是_______、_______和水。

我国某大型电解铜生产企业，其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97％、87％。下图表示其冶炼加工的流程：

冶炼中的主要反应：Cu₂S + O₂ =" 2Cu" + SO₂
（1）烟气中的主要废气是________________，从提高资源利用率和减排考虑，其综合利用方式是制___________。
（2）电解法炼铜时，阳极是____________（填“纯铜板”或“粗铜板”）；粗铜中含有的金、银以单质的形式在电解槽_______________（填“阳极”或“阴极”的槽底，阴极的电极反应式是_________________________________________。
（3）在精炼铜的过程中，电解质溶液中c(Fe²⁺)、c(Zn²⁺)会逐渐增大而影响进一步电解。
几种物质的溶度积常数（K_SP）：

物质	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Zn(OH)2	Cu(OH)2
KSP	8.0×10^－16	4.0×10^－38	3.0×10^－17	2.2×10^－20

 
调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。根据上表中溶度积数据判断，含有等物质的量浓度的Fe²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺的溶液，随pH升高最先沉淀下来的离子是______________。
一种方案是先加入过量的H₂O₂，再调节pH到4左右。加入H₂O₂后发生反应的离子方程式为___________________________________________________________________________。

亚氯酸钠（NaClO₂）是一种重要的含氯消毒剂，在碱性溶液中NaClO₂比较稳定，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：①NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂·3H₂O。
②纯ClO₂易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
③160 g/L NaOH溶液是指160 g NaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L。
（1）160 g/L NaOH溶液的物质的量浓度为____。若要计算该溶液的质量分数，还需要的一个条件是____（用文字说明）。
（2）发生器中鼓入空气的作用可能是____（选填序号）。
a．将SO₂氧化成SO₃，增强酸性；
b．稀释ClO₂以防止爆炸；
c．将NaClO₃氧化成ClO₂
（3）吸收塔内的反应的化学方程式为____。吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是       。
（4）吸收塔中应维持NaOH稍过量，理由是____。
（5）吸收塔中能否用FeCl₂代替H₂O₂____（填能．否）?理由是____。
（6）从滤液中得到NaClO₂·3H₂O粗晶体的实验操作依次是____（选填序号）。
A．蒸馏  b．蒸发  c．灼烧  d．过滤  e．冷却结晶
要得到更纯的NaClO₂·3H₂O晶体必须进行的操作是____（填操作名称）。

银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下图：

（1）电解精练银时，阴极反应式为_______________；滤渣A与稀HNO₃反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该红棕色气体与水反应的化学方程式为_______________________________________。
（2）固体混合物B的组成为_____________；在生成固体B的过程中，必须控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为_____________________。
（3）煅烧过程中生成的氧化产物与NH₃在催化剂条件下反应的化学方程式为_____________________。这个反应中会有白烟产生，该白烟为______________。
（4）若银铜合金中铜的质量分数为64％，理论上3．0kg废料中的铜可完全转化为__________molCuAlO₂，至少需要1．0 mol·L^－1的Al₂(SO₄)₃溶液___________L。

碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料。工业上可用酸性刻蚀废液（主要成分有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、H ⁺、Cl^-）制备，其制备过程如下：

Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺生成沉淀的pH如下：

物质	Cu(OH)2	Fe (OH)2	Fe (OH)3
开始沉淀pH	4.2	5.8	1.2
完全沉淀pH	6.7	8.3	3.2

 
（1）氯酸钠的作用是            ；滤渣的主要成分是              （写化学式）。
（2）调节反应A后溶液的pH范围应为     。可以选择的试剂是     （填序号）。
a．氨水    b．稀硫酸    c．氢氧化钠    d．碳酸铜
（3）反应B的温度如过高，则所得蓝绿色产品中可能会出现的杂质是   。（写化学式）
（4）过滤得到的产品洗涤时，如何判断产品已经洗净？                    。
（5）将Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuCl₂溶液中得到沉淀。
① 若沉淀只有CuCO₃，则相应的离子方程式为                    。
② 若沉淀只有Cu(OH)₂，用相应的离子方程式表示其过程                 。
③ 若生成Cu(OH)₂和CuCO₃的混合物（即碱式盐）。则说明                。
（6）碱式碳酸铜组成可表示为：aCuCO₃•bCu(OH)₂•cH₂O，现通过下列方案测定其组成。步骤如下：
① 称量样品；② 高温分解；③ 测出CO₂的质量；④ 测出水蒸汽的质量；⑤ 称量CuO。
请对上述测定方案作出评价。                                           。

电石是重要的工业原料，电石渣[主要成分Ca(OH)₂]的综合利用体现了绿色化学思想。
（1）用电石为原料可生产聚氯乙烯。聚氯乙烯的结构简式为____________。
（2）电石渣可用于除去垃圾焚烧炉烟道气中的SO₂生成CaSO₄，反应中的氧化剂是____________ (填名称）。
（3）电石渣可用于生产纯碱。涉及的部分化学反应为：
（i）NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl
（ii）2NH₄Cl+Ca(OH)₂CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O
此生产过程中，可循环利用的物质有____________ (填化学式）。
（4）用电石渣处理酸性含铬（Cr₂O₇^2—）电镀废水的流程如下：

①步骤（i）发生反应的化学方程式为__________________
②步骤（ii）发生反应的离子方程式为__________________
③步骤（iii）调节溶液pH为8，则残留Cr³⁺的浓度为______（K_sp[Cr(OH)₃]=6.3×10^—31）。