高中化学晶格能的应用试题

元素锶（Sr）位于周期表第5周期第IIA族。碳酸锶（SrCO₃）被广泛用于彩色电视机的阴极射线管。以天青石（主要成分为SrSO₄，含不溶性杂质）为原料制取高纯碳酸锶的“煅烧浸取法”部分工艺流程示意如下。

（1）写出与元素锶同族第3周期元素的原子结构示意图：         。
（2）隔绝空气高温焙烧中，若0.5mol SrSO₄中只有S被还原，转移了4mol电子。写出该反应的化学方程式：                 。
（3）制取高纯碳酸锶过程中，常用乙醇胺（HOCH₂CH₂NH₂）作为CO₂吸收剂。乙醇胺水溶液显弱碱性（与NH₃溶于水原理相似），原因是         （用离子方程式表示）。
（4）该流程中过滤2之后还有除杂等多步操作，其中最后两步是           。
（5）“低温湿法”是一种制取碳酸锶的方法：将天青石粉末与碳酸钠溶液混合，70^oC下加热1～2h后，经一系列操作，得到碳酸锶。主要反应为：
SrSO₄（s）+CO（aq）     SrCO₃（s）+SO（aq）
[已知：70^oC时，K_sp（SrSO₄）=3．3×10^－7，K_sq（SrCO₃）=1．1×10^－10]
上述反应的平衡常数K=                。
（6）通过“低温湿法”得到的碳酸锶纯度较低，可能的原因是               （写一种）。

多彩水泥的添加剂是CoCl₂-6H₂O。工定是以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质制取CoCl₂·6H₂O的一种新工艺流程如下图：

已知：①钴与盐酸反应的化学方程式为：Co+2HCl   CoCl₂+H₂↑
②CoCl₂·6H₂O溶点86^oC，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110^oC～120^OC时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
请回答下列问题：
（1）上述流程中的试剂a可能为        ；其作用是                           ；
（2）加入碳酸钠调节pH至b，b的范围是                ；

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Co（OH）2	Al（OH）3
开始沉淀（pH）	2.3	7.5	7.6	3.4
完全沉淀（pH）	4.1	9.7	9.2	5.2

 
（3）操作1是             ；滤渣的成分为                ；
（4）操作2的过程为蒸发浓缩、              和过滤。
（5）制得的CoCl₂·6H₂O需减压烘干的原因是                                    。

用菱锌矿（主要成分为碳酸锌，还含有Fe²⁺、Fe³⁺、 Mg²⁺、 Ca²⁺、Cu²⁺等）制备氯化锌的一种流程如下：

（1）在反应3前要将菱锌矿研磨，其目的是_______________________________
（2）反应4将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，该反应的离子方程式为______________________
（3）加入氧化锌调节pH=4.5,反应5的离子方程式为________________________
（4）锌粉不在反应4之前加的原因是____________________________________
（5）若用石墨作电极电解滤液Y，则可以得到参与本流程反应的物质有_________

高铁酸钾（K₂FeO₄）是铁的一种重要化合物，具有极强的氧化性。
（1）将适量K₂FeO₄溶解于pH=4.74的溶液中，配制成c(FeO₄^2－)=1.0×10^－3mol·L^－的试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c(FeO₄^2－)随时间变化的结果如图1所示。
该实验的目的是_______________________；FeO₄^2－发生反应的△H____________0（填“＞”“＜”或“＝”）
（2）将适量K₂FeO₄分别溶解于pH=4.74、7.00、11.50的水溶液中，配制成c(FeO₄^2－)=1.0×10^－3 mol·L^－的试样，静置，考察不同初始pH的水溶液对K₂FeO₄某种性质的影响，其变化图像见图2，800min时，在pH=11.50的溶液中，K₂FeO₄的浓度比在pH=4.74的溶液中高，主要原因是______________。
（3）电解法是工业上制备K₂FeO₄的一种方法。以铁为阳极电解氢氧化钠溶液，然后在阳极溶液中加入KOH，即在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾（K₂FeO₄），说明           。电解时阳极发生反应生成FeO₄^2－，该电极反应式为______________。
（4）与MnO₂—Zn电池类似，K₂FeO₄—Zn也可以组成高铁电池，K₂FeO₄在电池中作正极材料，其电极反应式为FeO₄^2－+3eˉ+4H₂O→Fe(OH)₃+5OHˉ，则该电池总反应的离子方程式为_______________。图3为高铁酸钾电池和高能碱性电池放电曲线，由此可得出的高铁酸钾电池的优点有_______________________、________________________。

MgSO₄•7H₂O在医药上常用做泻药，工业上可用氯碱工业中的一次盐泥为原料生产。已知一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分。其主要工艺如下：

用H₂SO₄调节溶液PH至1~2，H₂SO₄作用是                                                  。
（2）加NaClO溶液至PH=5~6并加热煮沸5~10分钟，沉淀2中主要含有MnO₂和另外两种难溶物，这两种难溶物的化学式分别为             、             ；其中NaClO溶液将MnSO₄转化为MnO₂的离子方程式为                                                              。
（3）检验滤液Ⅱ中是否含有Fe³⁺的实验方法是                                     。
（4）“操作X”是将溶液            、            、过滤洗涤，即得到MgSO₄•7H₂O晶体。
（5）准确称量制得的样品5g,用200mL水溶解，加入2 mol•L^—1的盐酸5mL，在不断搅拌下滴加足量2 mol•L^—1 BaCl₂溶液，充分反应后，得沉淀4.46g，则样品纯度为            。

工业上以黄铜矿(主要成分是CuFeS₂，杂质不溶于水和酸)为原料，制备蓝色晶体G，其化学式为[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O，涉及流程如下：

已知25℃时，几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的pH范围如下表：

	Fe(OH)2	Cu(OH)2	Fe(OH)3
Ksp	8.0×10^-16	2.2×10^-22	4.0×10^-38
完全沉淀pH	≥9.6	≥6.4	≥3.2

 
(1)加快黄铜矿焙烧速率，可采用的措施有                  (写两种)：
(2)加入双氧水可能发生反应的离子方程式为                           ；
试剂X的化学式为                    。
(3)常温下，0.1 mol／L试剂Y的pH=11，则该温度下，试剂Y的电离常数为         ；
用pH试纸测该溶液pH值的方法是                             
(4)已知Cu(OH)₂+4NH₃·H₂O[Cu(NH₃)₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，写出该反应的平衡常数表达式：                   。
(5)在溶液N中加入乙醇的目的是                                              。

ZnO具有抗菌性，也是重要的轮胎添加剂。工业上由粗ZnO(含FeO、CuO)制备活性ZnO流程如下：

已知此溶液中Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺形成氢氧化物的pH如下表：

离子	开始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Fe^2+	6.4	8.4
Fe^3+	2.4	3.1
Cu^2+	5.2	6.7
Zn^2+	6.8	9

 
(1)实验室中用98％H₂SO₄来配制100 mL60％稀硫酸所需使用的玻璃仪器有：烧杯、量筒、    、     、           。
(2)写出在A中加H₂O₂的离子方程式：                    。
(3)向A中可以加入           (写化学式)调节溶液pH范围在        之间；沉淀C为        。
(4)碱式碳酸锌[Zn₃(OH)₄CO₃·H₂O]焙烧制备活性ZnO的化学方程式为                    。

钨是我国丰产元素，是熔点最高的金属，广泛用于拉制灯泡的灯丝，有“光明使者”的美誉。钨在自然界主要以钨（+6价）酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。白钨矿的主要成分是钨酸钙（CaWO₄）；黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成（Fe．Mn）WO₄。黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法：

其中A、B、C都是钨的化合物。回答：
（1）碱熔时，钨酸亚铁转化为氧化铁和钨酸钠，写出相应反应的化学方程式____。
（2）操作2的名称是      ，实验室中证明沉淀B是否洗净的方法是          ；实验室中焙烧需要的主要仪器有____；
（3）写出用氢气还原氧化钨制取金属钨的化学方程式；              ；为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨，不宜用碳而必须用氢气作还原剂，因为____。
（4）某种蓝色氧化钨的化学式可以表示为WO_2.8，一般认为，蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在五价和六价两种价态的钨。则蓝色氧化钨中这五价钨与六价钨的原子数目之比为   ：_  ___。

磷酸铁锂（LiFePO₄）被认为是最有前途的锂离子电池正极材料。某企业利用富铁浸出液生成磷酸铁锂，开辟了处理硫酸亚铁废液一条新途径。其主要流程如下：

已知：H₂LiO₃是种难溶于水的物质。
(1)钛铁矿用浓硫酸处理之前，需要粉碎，其目的                                  
(2)TiO²⁺水解生成H₂TiO₃的离子方程式                                         
(3)加入NaClO发生反应的离子方程式                                
(4)在实验中，从溶液中过滤出H₂TiO₃后，所得滤液浑浊，应如何操作               。
(5)为测定钛铁矿中铁的含量，某同学取经浓硫酸等处理的溶液（此时钛铁矿中的铁己全部转化为二价铁离子），采取KMnO₄标准液漓定Fe²⁺的方法：(不考虑KMnO₄与其他物质反应)在滴定过程中，若未用标准液润洗滴定管，则使测定结果        。 (填“偏高、偏低、无影响”)，滴定终点的现象                。滴定分析时，称取a g钛铁矿，处理后，用cmol/LKMnO₄标准液滴定，消耗VmL，则铁元素的质量分数的表达式为            

实验室可以用MgCl₂•6H₂O为原料制备碳酸镁晶须，主要流程如下_：

试回答：
(1)操作1的名称是_______。
(2)上述反应过程要控制好温度，因为MgCO₃置于水中长时间加热煮沸可完全生成Mg(OH)₂，其原因是_____________________。
(3)另査阅文献，在加热煮沸时也可能生成碱式碳酸镁Mg₅(OH)₂(CO₃)₄·4H₂O，写出该反应的化学方程式______________。
(4)某课题组为了确定MgCO₃在水中长时间加热煮沸后所得的固体成分，进行如下研究。（注：Mg(OH)₂, Mg₅(OH)₂(CO₃)₄.4H₂O在煮沸时均不会分解）
①定性研究：请你完成下表中内容。

实验步骤	预期的实验现象和结论
取一定质量的固体样品	若                                                                                ，则固体产物为Mg(OH)2

 
②另取一定质量的固体，灼烧至恒重，能否通过固体质量的减少量来确定固体的成分？_______ (填“能”或“否”)，理由是______________

工业上常利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO₂)来吸收含SO₂的废气，最终制得硫酸锰晶体(MnSO₄·H₂O)，其主要流程如下：

已知：浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn²⁺，还含有少量的Fe²⁺、Al³⁺等其他金属离子。有关金属离子形成氢氧化物沉淀时溶液的pH见下表：

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe^2+	7.6	9.7
Fe^3+	2.7	3.7
Al^3+	3.8	4.7
Mn^2+	8.3	9.8

 
（1）软锰矿浆中通入含SO₂废气后，发生主要反应的化学方程式为____________________。
（2）浸出液中加入MnO₂粉末的目的是____________；反应的离子方程式是___________________。
（3）溶液中加入石灰浆来调节pH，其作用是_________________；pH应调节的范围是__________。
（4）滤渣的主要成分是________________________________________________(用化学式表示)。

明矾石的主要成分是K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·2Al₂O₃·6H₂O，还含有少量Fe₂O₃杂质。利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下：

(1)焙烧炉中发生反应的化学方程式为2Al₂(SO₄)₃+3S2Al₂O₃+9SO₂，该反应的氧化剂是_______。若生成l molAl₂O₃，则转移的电子数为__________________。
(2)熟料溶解时，反应的离子方程式为___________________________________________。
(3)母液中溶质主要成分的化学式为_____________________________________________。
(4)将标准状况下1.12L炉气通入100mL 0．5mol·L^-1NaOH溶液中，得到一种酸性溶液，则该溶液中各种离子浓度由大到小的排列顺序为____________________________。
(5)检验废渣中主要成分的方法是_____________________________________________________(写出操作步骤、现象及结论)。

一种含铝、锂、钴的电子废料中，铝以铝箔的形式存在，钴以Co₃O₄的形式存在（吸附在铝箔的单面或双面），锂混杂于其中。从该废料中回收Co₃O₄的工艺流程如下：

（1）溶液A的溶质的主要成分为   。（填化学式）
（2）钴渣中加入稀H₂SO₄酸化后，再加入Na₂S₂O₃溶液可以浸出钴离子，则浸出钴离子的离子方程式为（产物中只有一种酸根）   。
（3）在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴离子，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴离子的主要原因：   。
（4）加入NaF的反应为：Li^＋＋F^－LiF↓，该反应的平衡常数表达式为K=   。
（5）加入30%Na₂CO₃溶液的作用是   。
（6）在空气中锻烧CoCO₃生成Co₃O₄的化学方程式是   。

无水AICl₃可用作有机合成的催化剂，食品膨松剂等。工业上由铝土矿（主要成分是Al₂O₃和Fe₂O₃）和石油焦（主要成分是碳单质）制备无水AlCl₃的流程如下：

（1）在焙烧炉中发生反应：①Fe₂O₃(S) +3C(s) 2Fe(s) +3CO(g)；
②3CO(g)+Fe₂O₃(s) 2Fe(s)+3CO₂(g).
则反应②的平衡常数的表达式为K=        。
（2）Al₂O₃、Cl₂和C在氯化炉中高温下发生反应，当生成1molAlCl₃时转移       mol电子；炉气中含有大量CO和少量Cl₂，可用Na₂SO₃溶液除去Cl₂，其离子方程式为：       。
（3）升华器中发生反应的化学方程式为                    。
（4）工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl₃工艺中，最后一步是由AlCl₃·6H₂O脱去结晶水制备无水AICl₃，此反应必须在氯化氢的气流中加热，其原因是                  。
已知SOCl₂为无色液体且极易与水反应生成HC1和SO₂，AlC1₃·6H₂O与SOCl₂混合加热可制取无水AlCl₃，写出该反应的化学方程式：                         。

多晶硅（硅单质的一种）被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl₄为主，它环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl₄水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成分为BaCO₃，且含有铁、镁等离子）制备BaCl₂·2H₂O，工艺流程如下：

已知：
①常温下Fe³⁺、Mg²⁺完全沉淀的pH分别是3.4、12.4
②BaCO₃的相对分子质量是197；BaCl₂·2H₂O的相对分子质量是244
回答下列问题：
（1）SiCl₄发生水解反应的化学方程式为_______________________________________
（2）用H₂还原SiCl₄蒸汽可制取纯度很高的硅，当反应中有1mol电子转移时吸收59KJ热量，则该反  应的热化学方程式为_____________________________________________
（3）加钡矿粉并调节pH=7的目的是①               ，②               
（4）过滤②后的滤液中Fe³⁺浓度为          （滤液温度25℃，K_sp[Fe(OH)₃]=2.2×10^-38）
（5）生成滤渣A的离子方程式__________________________________________
（6）列式计算出10吨含78.8% BaCO₃的钡矿粉理论上最多能生成BaCl₂·2H₂O的质量为多少吨？