高中化学晶格能的应用试题

红矾钠（重铬酸钠：Na₂Cr₂O₇·2H₂O）是重要的基础化工原料。铬常见价态有+3、+6价。铬的主要自然资源是铬铁矿FeCr₂O₄（含有Al₂O₃、MgO、SiO₂等杂质），实验室模拟工业以铬铁矿为原料生产红矾钠的主要流程如下：

①中主要反应：4 FeCr₂O₄ + 8Na₂CO₃ + 7O₂ 8Na₂CrO₄ + 2Fe₂O₃ + 8CO₂
①中副反应：Al₂O₃ + Na₂CO₃ 2NaAlO₂ + CO₂↑，SiO₂ + Na₂CO₃ Na₂SiO₃ + CO₂↑
请回答下列问题：
（1）FeCr₂O₄化学名为亚铬酸亚铁，写出它的氧化物形式________________。步骤“①”的反应器材质应选用__________（填“瓷质”、“铁质”或“石英质”）。
（2）“②”中滤渣1的成分是__________，“③”中调pH值是_______ （填“调高”或“调低”），“④”中滤渣2的成分是___________。
（3）“⑤”酸化的目的是使CrO₄^2－转化为Cr₂O₇^2－，写出平衡转化的离子方程式：__________________________。
（4）上图是Na₂Cr₂O₇·2H₂O和Na₂SO₄的溶解度曲线，则操作I是______，操作II是______（填序号）。

①蒸发浓缩，趁热过滤②降温结晶，过滤
（5）已知某铬铁矿含铬元素34%，进行步骤①~④中损失2%，步骤⑤~⑦中产率为92%，则1吨该矿石理论上可生产红矾钠_______吨（保留2位小数）。

氯化铁是常见的水处理剂，无水FeCl₃的熔点为555K、沸点为588K。工业上制备无水FeCl₃的一种工艺如下：

（1）试写出吸收塔中反应的离子方程式：                                      。
（2）已知六水合氯化铁在水中的溶解度如下：

温度/℃	0	10	20	30	50	80	100
溶解度(g/100gH20)	74.4	81.9	91.8	106.8	315.1	525.8	535.7

    从FeCl₃溶液中获得FeCl₃·6H₂O的方法是：              。
（3）室温时在FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液，当溶液pH为2.7时，Fe³⁺开始沉淀；当溶液pH为4时，c(Fe³⁺)=       mol/L（已知：Ksp[Fe(OH)₃]= 1.1×10^－36）。
（4）FeCl₃的质量分数通常可用碘量法测定：称取6克无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，再转移到250mL容量瓶，用蒸馏水定容；取出25mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入某一指示剂并用0.1 mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定用去V mL。
（已知：2Fe³⁺ +2I^－= I₂+2Fe²⁺        I₂+2S₂O₃^2－=2I^－+S₄O₆^2－）
①滴定终点的现象是：                                 。
②滴定至终点，实验数据如下表所示：

（第一次滴定终点的数据如右图中c点所示，请将你读得的数据填入表中）

滴定次数	待测液体积(mL)	滴定前读数(mL)	滴定后读数(mL)
第一次	25.00	0.00	c=
第二次	25.00	0.00	14.99
第三次	25.00	0.00	15.01

则样品中氯化铁的质量分数为              （写出最终的计算结果）。
③下列操作可能使测定结果偏低的是             。
A．滴定管在注入溶液前用蒸馏水洗后未用标准液润洗
B．开始时碱式滴定管尖嘴部分留有气泡，滴定过程中消失
C．盛FeCl₃溶液的锥形瓶滴定前用FeCl₃溶液润洗了2次
D．滴定前仰视滴定管读数，滴定后平视滴定管读数

回收再利用储产品加工废料，是生产GeO₂的重要途径，其流程如下图。

（1）Ge²⁺与氧化剂H₂O₂反应生成Ge⁴⁺，写出该反应的离子方程式          。
（2）蒸馏可获得沸点较低的GeCl₄，在此过程中加入浓盐酸的原因是             。实验室蒸馏操作时常用的玻璃仪器有：酒精灯、蒸馏烧瓶、    、     、接收管、锥形瓶等。
（3）GeCl₄水解生成GeO_2·nH₂O，此过程用化学方程式可表示为         。温度对GeCl₄的水解率产生的影响如图1所示，其原因是          。为控制最佳的反应温度。实验时可采取的措施为                。
A．用冰水混合物        B．49℃水浴               C．用冰盐水

（4）结合Ge在元素周期表中的位置及“对角线”法则，分析GeO₂溶解率随pH变化的原因   ，用离子方程式表示pH>8时GeO₂溶解率增大可能发生的反应              。

硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣，主要化学成分为SiO₂(约45%)、Fe₂O₃(约40%)、Al₂O₃(约10%)和MgO(约5%)。某同学设计了如下方案，分离样品中各种金属元素。请回答下列问题。

（1）写出溶液B的溶质是            。
（2）参照以下框的形式进一步完成“溶液C”到“Al₂O₃”的流程（注明试剂、条件和操作）。

（3）为了分析某硫酸渣中铁元素的含量，先将硫酸渣预处理，把铁元素还原成 Fe²⁺，再用KMnO₄标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定。
①判断到达滴定终点的现象是            。
②某同学称取2.000g硫酸渣，预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移到25.00mL试样溶液，用0.0050mol·L^-1KMnO₄标准溶液滴定，达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00mL，则残留物中铁元素的质量分数是               。

高纯碳酸锰广泛应用于电子工业，是制造高性能磁性材料的主要原料。新工艺采用工业冶铜后的废气SO₂进行湿法浸取软锰矿（主要含MnO₂，同时含有少量SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃）来制备。（已知亚硫酸酸性强于碳酸）
①将过量的SO₂气体通入软锰矿浆中进行“浸锰”操作，并控制温度加热反应；
②向浸锰结束后的滤液中加入MnO₂、同时通入空气，再用Na₂CO₃溶液调节pH为3.7后
过滤分离；
③调节滤液pH值为6.5～7.2 ，然后加入NH₄HCO₃ ，有浅红色的沉淀生成，过滤洗涤干燥后就可以得到高纯碳酸锰。
工业流程图如下：


已知生成氢氧化物的pH如下表：

物质	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mn(OH)2
开始沉淀pH	2.7	7.6	8.3
完全沉淀pH	3.7	9.6	9.8

请根据题中有关信息回答问题：
（1）“浸锰”后所得混合液中主要存在的金属阳离子有                    。
（2）由图可知，副反应MnSO₄+ SO₂  MnS₂O₆的△H       0（填＞、＜或＝），为减少MnS₂O₆的生成，“浸锰”的适宜温度是                                  。
（3）步骤②中加入MnO₂和通入空气的作用                                   。
（4）③中控制温度为60~70℃，温度不宜太高的原因是                         。
（5）与传统的电解法制MnCO₃工艺相比较，新工艺的优点是            （写两点）。

三氯化铬是化学合成中的常见物质，三氯化铬易升华，在高温下能被氧气氧化，碱性条件下能被H₂O₂氧化为Cr(Ⅵ)。制三氯化铬的流程如下：

（1）重铬酸铵分解产生的三氧化二铬（Cr₂O₃难溶于水）需用蒸馏水洗涤的原因          ，如何用简单方法判断其已洗涤干净              。w ww.k s5u. co m
（2）已知CCl₄沸点为57.6℃，为保证稳定的CCl₄气流，适宜的加热方式是         。

（3）用上图装置制备CrCl₃时，主要步骤包括：①将产物收集到蒸发皿中；②加热反应管至400℃，开始向三颈烧瓶中通入氮气，使CCl₄蒸气经氮气载入反应室进行反应，继续升温到650℃；③三颈烧瓶中装入150mLCCl₄，并加热CCl₄，温度
控制在50～60℃之间；④反应管出口端出现了CrCl₃升华物
时，切断加热管式炉的电源；⑤停止加热CCl₄，继续通人氮气；⑥检查装置气密性。正确的顺序为：⑥→③→           。
（4）已知反应管中发生的主要反应有：Cr₂O₃ + 3CCl₄ → 2CrCl₃ + 3COCl₂，因光气剧毒，实验需在通风橱中进行，并用乙醇处理COCl₂，生成一种含氧酸酯（C₅H₁₀O₃），用乙醇处理尾气的化学方程式为           。
（5）样品中三氯化铬质量分数的测定
称取样品0.3300g，加水溶解并定容于250mL容量瓶中。移取25.00mL于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中，加热至沸后加入1gNa₂O₂，充分加热煮沸，适当稀释，然后加入过量的2mol/LH₂SO₄至溶液呈强酸性，此时铬以Cr₂O₇^2-存在，再加入1.1gKI，密塞，摇匀，于暗处静置5分钟后，加入1mL指示剂，用0.0250mol/L硫代硫酸钠溶液滴定至终点，平行测定三次，平均消耗标准硫代硫酸钠溶液24.00mL。
已知：Cr₂O₇^2-+6I^－+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O，2Na₂S₂O₃+I₂===Na₂S₄O₆+2NaI。
①该实验可选用的指示剂名称为                         。w ww.k s5u. co m
②移入碘量瓶的CrCl₃溶液需加热煮沸，加入Na₂O₂后也要加热煮沸，其主要原因是      。
③样品中无水三氯化铬的质量分数为                 。