高中化学晶格能的应用试题

钯(Pd)的性质与铂相似。工业上从废催化剂（主要成分是钯和活性炭，还含有少量铁、锌）中回收钯，采用如下流程：

请回答下列问题：
（1）酸溶I的目的是__________________________________。
（2）①酸溶Ⅱ时残渣与王水在加热条件发生的主要反应是：
3Pd +12HCl + 2HNO₃ 3H₂PdCl₄ + 2NO↑+ 4H₂O
写出催化剂中另一主要成分与浓硝酸反应的化学方程式：_________________。
②酸溶Ⅱ需控制温度不宜过高，除了控制一定反应速率外，其原因可能还有
_____________________________。
③若用足量的烧碱吸收气体，请写出吸收后溶液中含有的溶质的化学式：NaOH、NaNO₂、___________、___________。
（3）使用甲醛还原钯的化合物时，溶液须保持碱性，否则会造成甲醛的额外损耗，原因是_______________________________________。
（4）操作I的名称是_______________，溶液I可能含有的有机离子为________________。
（5）有人提出，在进行酸溶前最好先将废催化剂在700℃下进行灼烧，同时不断通入空气，
其目的是______________________________________________________。

高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。
湿法：强碱性介质中，Fe(NO₃)₃与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
干法：Fe₂O₃、KNO₃、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO₂等产物
（1）工业上用湿法制备高铁酸钾（K₂FeO₄）的流程如下图所示：

①反应I的化学方程式为　　　　　           　　　。
②反应II的离子方程式为　　　            　　　　　。
③加入饱和KOH溶液的目的是　　　　        　　　　。
（2）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为　　　　　    　　　　　；  ______                          ____。
（3）干法制备K₂FeO₄的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　　　　　。

碱式碳酸镁密度小，是橡胶制品的优良填料。可用复盐MgCO₃·(NH₄)₂CO₃·H₂O作原料制备。取一定量的含镁复盐放入三颈烧瓶中，并将三颈烧瓶放在恒温水浴锅中加热（如图所示），按一定的液固比加入蒸馏水，开启搅拌器同时加入预定的氨水，待温度到达 40℃时开始热解，此时滴加卤水（氯化镁溶液）并继续滴入氨水，保持10分钟，一段时间后过滤洗涤，滤出的固体在 120℃干燥得到碱式碳酸镁产品。

（1）①搅拌的目的是　　　　　　　　　　，②选择水浴加热方式，其优点是：　　　　。
（2） 40℃复盐开始热解生成MgCO₃·3H₂O，该反应的化学方程式为：                　。
（3）40℃时，开始滴加卤水的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（4）碱式碳酸镁产品中镁的质量分数（ω(Mg)%）越高，产品质量越好，氯的质量分数越高，产品质量越差。分析Cl^－含量采用滴定法，先精确称取一定量产品用适量硝酸溶解，经稀释等步骤最终配得一定体积的溶液。
　　测定实验中除用到天平、烧杯、玻璃棒、锥形瓶、滴定管外，还用到的玻璃仪器有：　　　　　　　　　　。
（5）若已知制得的碱式碳酸镁的质量ag，要确定其组成（不考虑微量杂质），还必需的数据有:　　　　　。
　①充分灼烧后，剩余固体的质量　　　　②灼烧时，测算得的二氧化碳的体积（已换算成标准状况）   ③灼烧时的温度和时间　　　　　④碱式碳酸镁的密度

(14分)某学生实验小组拟用孔雀石(主要成分是Cu(OH)₂·CuC0₃，其杂质主要为FeC0₃等)制胆矾，实验设计流程如下：

回答下列问题：
(1)步骤(a)中，实验研磨孔雀石的仪器名称          ；用硫酸浸取的化学方程式：                      
(2)步骤(b)中，pH控制在3．O～3．5，其目的是                        ；加过氧化氢发生反应的离子方程式为                                               。
(3)怎样判断蒸发浓缩已完成：                                          。
(4)将制得的样品用热重仪进行热重分析，热重仪原理及热重记录如下表：

写出212～248℃温度范围内发生反应的化学方程式                              。
(5) FeC0₃为白色沉淀，此沉淀的Ksp(FeC0₃)=2×10^-11,将FeCl₂的稀溶液与Na₂CO₃溶液等体积混合，若FeCl₂的浓度为2×lO^一5mol·L^-1．则生成沉淀所需Na₂CO₃溶液的最小浓度为    mol·L^-1。

利用染化厂的废料铁泥（主要成分是Fe₂O₃、FeO和铁）制备可用于隐形飞机涂层的纳米四氧化三铁的生产流程为：

请回答：
（1）过程①主要反应的离子方程式为                    。
（2）已知氢氧化亚铁的K_sp=4.87×10^-17，氢氧化铁的K_sp=2.6×10^-39。
当溶液中某离子浓度不高于1×10^-5 mol·L^-1时，可以认为该离子已经完全沉淀。通过计算所得数据说明过程②调节pH=9的原因是                  。
（3）物质D的主要产物中铁、氢、氧三种元素的质量比为56∶1∶32，则过程③主要反应的化学方程式为        。
（4）已知Fe²⁺在弱碱性溶液中还原性较强，图11是研究过程④的实验所得，则该反应所需的时间控制在    小时左右，较为适宜。

（5）某工厂处理废铁泥（测得铁元素含量为16.8 %）的能力为10吨/小时，生产纳米四氧化三铁的产量为4.64吨/小时。如不考虑过程④以后生产中Fe²⁺的氧化，则该工厂每小时消耗铁粉的质量为          千克。

铬酸铅俗称铬黄，不溶于水。广泛用于涂料、油墨、漆布、塑料和文教用品等工业。实验室模拟工业上用铬污泥（含有Cr₂O₃、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂等）制备铬黄的工艺流程如下：

（1）将铬污泥粉碎的目的是                      。操作a的名称为     。
（2）废渣的主要成分是Al(OH)₃和Fe(OH)₃。已知25℃时，Al(OH)₃的K_sp=1.3×10^—33，则该温度下反应Al³⁺ + 3H₂O  Al(OH)₃ +3H⁺的平衡常数为          。
（3）写出加入30%H₂O₂过程中发生的离子反应方程式：                         。
（4）加入Pb(NO₃)₂沉淀CrO₄^2—时，检验沉淀是否完全的方法是                   。
（5）在废液中加入10%明矾溶液发生反应的化学方程式为                        。

碳酸锶广泛应用于电子工业。以天青石（主要成分为SrSO₄）为基本原料制备碳酸锶。
（1）碳还原法制备。
①已知：SrSO₄(s) + 4C(s) 4CO(g) + SrS(s)   △H=+a kJ·mol^-1     
SrSO₄(s) + 2C(s)2CO₂(g) + SrS(s)   △H=+b kJ·mol^-1     
则：反应C(s) + CO₂(g)2CO(g)的△H= ___________kJ·mol^-1。
②SrS是强碱弱酸盐，热水中发生水解的化学反应方程式为_______________________。
③水解所得Sr(OH) ₂与NH₄HCO₃按照物质的量比1:1投料制备SrCO₃，则化学反应方程式为__________________________________________________。
（2）湿法制备。（已知：K_sp（SrSO₄）=3.2×10^-7，K_sp（SrCO₃）=1.1×10^-10。）
①将天青石矿粉与Na₂CO₃溶液搅拌混匀、加热，发生的离子反应方程式为： ____________。
②当转化完成时，混合液中c(CO₃^2-)= 1.0×10^-3mol/L，c(SO₄^2-)=______________mol/L。 

菱锰矿的主要成分是碳酸锰，还含 Fe₂O₃、FeO、CaO、MgO 等成分。某化工厂用废盐酸（质量分数约20%）与菱锰矿制备MnCl₂·4H₂O（106℃时失去一分子结晶水，198℃时失去全部结晶水而成无水物），部分工艺流程如下：

（1）废盐酸与菱镁矿中碳酸锰反应的化学方程式为：_______________________________。
（2）酸浸时，浸出时间对锰浸出率的影响如右图，工业采用的是浸取60min，其可能原因是：____________________________________________________。
（3）图中“净化剂X”可能是________________________。
（4）过滤4获得的盐Y，其主要成分是__________________________。
（5）浓缩结晶时，必须一出现晶膜立刻停止加热，其原因是：_______________________。

蛇纹石因其花纹似蛇皮而得名，某地蛇纹石大约含MgO38%，另外除了含SiO₂外，还含有CaO、Fe₂O₃、Al₂O₃等氧化物，由蛇纹石矿制备MgO的工艺流程如下。

（1）写出酸浸过程中的一个离子方程式                                           。若在实验室进行酸浸过程，需要的仪器有烧杯、              。
（2）沉淀I的成分是        （写化学式）。写出它的一个用途                    。
（3）沉淀II的成分是                                    。
（4）从滤液中能回收的物质有                                                   。
（5）写出碱式碳酸镁700 ℃煅烧产生氧化镁的化学方程式                           。

材料1：铁及其化合物在工农业、生活中有广泛的应用。高铁酸钾（K₂FeO₄）具有极强的氧化性，是一种优良的水处理剂。
（1）已知：4FeO₄^2－＋10H₂O4Fe(OH)₃＋8OH^－＋3O₂。
K₂FeO₄在处理水的过程中所起的作用有                                    。
（2）将适量K₂FeO₄溶解于pH＝4.74的溶液中，配制成c(FeO₄^2－) ＝1.0 mmol·L^－1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－)的变化，结果见图Ⅰ。该实验的目的是                                                ；发生反应的△H       0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）FeO₄^2－在水溶液中的存在形态如图Ⅱ所示。下列说法正确的是        （填字母）。
A．不论溶液酸碱性如何变化，铁元素都有4种存在形态
B．向pH＝10的这种溶液中加硫酸至pH＝2，HFeO₄^－的分布分数逐渐增大
C．向pH＝6的这种溶液中加KOH溶液，发生反应的离子方程式为：
HFeO₄^－＋OH^－＝FeO₄^2－＋H₂O

材料2：化合物K_xFe(C₂O₄) _y·zH₂O(Fe为+3价)是一种光敏感材料，实验室可以用如下方法制备这种材料并测定其组成。
I．制备：

（4）结晶时应将饱和溶液在黑暗处等待晶体的析出，这样操作的原因是                                                        。
（5）操作Ⅲ的名称是                                    。
Ⅱ．组成测定：
称取0.491g实验所得晶体(假设是纯净物)置于锥形瓶中，加足量蒸馏水和稀H₂SO₄。将C₂O₄^2-完全转化为H₂C₂O₄，用0．10mol·L^-1KMnO₄溶液进行滴定，消耗KMnO₄溶液12．00mL时恰好反应；再加入适量的还原剂，将Fe³⁺完全转化为Fe²⁺，用KMnO₄溶液继续滴定，当Fe²⁺完全氧化时，用去KMnO₄溶液2．00mL。相关反应如下：
2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂↑+8H₂O
MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
（6）配制250mL 0．10mol·L^-1KMnO₄溶液及上述滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外还有                和                。两个滴定中到达终点时溶液颜色为           色，且30秒内不变色。
（7）通过计算，求此光敏材料的化学式                              。

工业上制取纯净的CuCl₂·2H₂O的主要过程是：①将粗氧化铜(含少量Fe)溶解于稀盐酸中。加热、过滤，调节滤液的pH为3；②对①所得滤液按下列步骤进行操作：

已知Cu^2＋、Fe^2＋在pH为4～5时不水解，而Fe^3＋却几乎完全水解而沉淀，请回答以下问题：
(1)X是________，其反应的离子方程式是___________________________________。
(2)Y物质应具备的条件是_________________，生产中Y可选______________________。
(3)溶液Z在蒸发结晶时应注意__________________________________________。

(14分) 草酸亚铁用作分析试剂及显影剂等，其制备流程如下：

⑴配制(NH₄)₂Fe(SO₄)₂6H₂O溶液时，需加少量稀硫酸，目的是                 。
⑵将制得的产品在氩气气氛中进行热重分析，结果如右图（TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数）。

①则C处时残留物的化学式为            。
②有研究学者在实验过程中用气相色谱还检出H₂，最终产物中也有微量的磁性物质生成，请你猜想用一个方程式解释这种事实：                        。
③现取在真空中146℃脱水后的FeC₂O₄1.44g放在某真空的密闭容器中，再充入0.04molCO。加热至1100℃，其中FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO₂(g)反应平衡常数K=0.4，则该反应达平衡时，FeO的转化率为多少？                            。
（3）金属镁在国民生产中有重要作用，常以MgCl₂为原料获取，温度和压强P(HCl)_g对MgCl₂·6H₂O晶体热分解产物的影响如图所示。结合右图请回答下列问题：

①写出P(HCl)_g = 0.25MPa，温度从300℃升高到550℃时反应的化学方程式        ；
②实际生产中，将MgCl₂·6H₂O晶体加热到600℃的过程中几乎得不到无水MgCl₂，其原因是       ；若要得到无水MgCl₂须采取的措施是                      。

(14分）在氯化银的表面负载银纳米颗粒后将具有优秀的光催化性能，可用于光催化降解污水中的有机污染物。某课题组利用如下流程制备这种光催化剂，并同时获取新型净水剂高铁酸钠。

(1)写出①反应的离子方程式______________
(2) 过滤得到氯化银纳米线须洗涤干净后再进行光照。检验氯化银纳米线是否洗净的操作方法是____________________________
(3) 反应②的离子方程式是

(4) 由21.60g银纳米线得到了25.15g最终产物，则产物中银纳米粒子的质量分数是_______。（计算结果保留两位小数）

(10分）
2006年世界锂离子电池总产量超过25亿只，锂电池消耗量巨大，对不可再生的金属资源的消耗是相当大的。因此锂离子电池回收具有重要意义，其中需要重点回收的是正极材料，其主要成分为钴酸锂（LiCoO₂）、导电乙炔黑(一种炭黑）、铝箔以及有机粘接剂。某回收工艺流程如下：

（1）上述工艺回收到的产物有                           
（2）Li原子的最外层电子数是      ，废旧电池可能由于放电不完全而残留有原子态的锂，为了安全对拆解环境的要求是___________________________________________
（3）碱浸时主要反应的化学方程式为                            。
（4）最后一步过滤应趁热过滤，原因是                         

工业上用铬铁矿（主要成分FeO·Cr₂O₃，杂质为SiO₂、Al₂O₃等）
生产重铬酸钾（化学式K₂Cr₂O₇，）的流程如下：

（1）固体A中，除Na₂CrO₄、NaFeO₂、NaOH外还有         等；
（2）固体A水浸时，NaFeO₂会发生强烈水解产生固体B，其化学反应方程
式为                                        ；
（3）固体C中含有2种物质，要先加入下列物质中的       ，然后才
能进行过滤分离。
A．氢氧化钠溶液       B．稀氨水         C．稀盐酸
（4）步骤④加入盐酸得到的溶液F中，除Na₂ Cr₂O₇外，还含有的溶质
是          ；
（5）在上述流程中，有氧化还原反应发生的是第____步。
（6）已知20℃时K₂Cr₂O₇饱和溶液浓度为0.4 mol·L^-1，步骤⑤中加入固
体氯化钾，若使K⁺离子浓度达到4 mol·L^-1（保持温度20℃），则溶液F中Cr₂O₇^2-离子的浓度最大为       。