高中化学晶格能的应用填空题

利用工业炼铜后的炉渣(含Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃)，制备无机高分子絮凝剂聚合氯化铝和净水剂高铁酸钠(Na₂FeO₄)。其工艺流程如下(部分操作和条件略)：
Ⅰ．用稀盐酸浸取炉渣，过滤；
Ⅱ．向滤液中加入过量NaClO溶液，调pH约为3，过滤；
Ⅲ．溶液进行减压蒸发等操作,甩干后送入聚合炉中进行高温聚合，……得到聚合氯化铝。
Ⅳ．将Ⅱ中得到沉淀洗涤、干燥,再与NaClO和NaOH反应，生成高铁酸钠。
（1）稀盐酸溶解Fe₂O₃的离子方程式是        。
（2）验证炉渣中含有FeO必要的化学试剂为         。
（3）已知：生成氢氧化物沉淀的pH

物质	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2
开始沉淀时	1．5	3．4	6．3
完全沉淀时	2．8	4．7	8．3

 
①步骤Ⅱ中加入过量NaClO，反应的离子方程式是        。
②根据表中数据解释步骤Ⅱ中，调pH约为3的目的是        。
（4）该工业流程存在缺点，在步骤Ⅱ伴随着有氯气产生，此反应方程式是        。
（5）步骤Ⅲ中在减压蒸发与甩干操作之间，还需进行的操作是       。
（6）在步骤Ⅳ中，若该反应生成166 g Na₂FeO₄转移3 mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是         。

【化学-选修2：化学与技术】镁合金废料回收最常用的是熔炼法，其主要工艺流程为：
废料预处理→熔化→除铁→除气和除渣→铸造。
（1）废料预处理包括粉碎、除油污和油漆。
①粉碎方法有干态机械粉碎法和湿喷机械粉碎法，其中容易造成危险的方法是      ，理由是                                                      。
②把油污和油漆一次性除去最适宜的方法是
A.用热碱洗涤，过滤 
B.用有机溶剂溶解，过滤 
C.加热气化除去
（2）镁合金在加热到935K时熔化，并不断向其中通入氩气做保护气。若液态镁与空气接触，不但会发生反应产生杂质，而且降低了镁的回收率。写出与空气的两个主要反应方程式                   、                   。
（3）向熔融镁中加入固体硼砂（B₂O₃）除铁，生成FeB₂沉渣，写出有关的化学反应方程式           。
（4）镁合金除了含有铁之外，还含有少量铝。加入C₂Cl₆可以除去液态镁中的氢气，还能把铝转化为Al₄C₃沉渣：
C₂Cl₆→2C+3Cl₂ （1）
3C+4Al→Al₄C₃  （2）
①除气除渣炉排出的污染性气体有             。
②如果1t镁合金中，铝占3.6‰，则除去铝最少需要加入C₂Cl₆          g。

选考[化学—选修化学与技术]
通常情况下，当空气中CO₂的体积分数超过0.050%时，会引起明显的温室效应。为减小和消除CO₂对环境的影响，各国都在限制CO₂的排量，同时也加强对CO₂创新利用的研究。
（1）目前，推广用超临界CO₂（介于气态和液态之间）代替氟利昂作致冷剂，这一做法对环境的积极意义是                           。
（2）科学家为提取空气中的CO₂，把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO₂从溶液中提取出来，经化学反应使之变为可再生燃料甲醇。流程如图：

①分解池中反应的化学方程式为：                   。
②合成塔中，若有4.4g CO₂与足量H₂恰好反应生成气态产物，放出4.947kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：                              。
（3）某同学拟用沉淀法测定空气中CO₂的体积分数，他查得CaCO₃、BaCO₃的溶度积K_sp分别为4.96×10^-9、2.58×10^-9。他最好将空气通入足量的          溶液，实验时除测定温度、压强和空气的体积外，还需测定                  。

酸性条件下，锡在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺两种主要存在形式。SnSO₄是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业，其制备的工艺流程如下：

回答下列问题：
（1） SnCl₂用盐酸而不用水直接溶解的原因是                                 ，加入锡粉的作用是                                                         。
（2） 反应I生成的沉淀为SnO，写出该反应的化学方程式：
                                                                         。
（3） 检验沉淀已经“洗涤”干净的操作是：                                     。
（4）反应II硫酸的作用之一是控制溶液的pH。若溶液中c(Sn²⁺)=1.0mol·L^－1，则室温下应控制溶液pH              。（已知：K_sp[Sn(OH)₂]=1.0×10^－26）
（5）酸性条件下，SnSO₄还可用作双氧水的去除剂，试写出所发生反应的离子方程式：
                                                                        。
（6）潮湿环境中，镀锡铜即使锡层破损也能防止形成铜绿，请结合有关的原理解释其原因：                                                                。

电镀污泥中含有Cr(OH)₃、Al₂O₃、ZnO、CuO、NiO等物质，工业上通过“中温焙烧—钠氧化法”回收Na₂Cr₂O₇等物质。

已知：水浸后溶液中存在Na₂CrO₄、NaAlO₂、Na₂ZnO₂等物质
（1）水浸后的溶液呈____性（“酸”、“碱”、“中”）。
（2）完成氧化焙烧过程中生成Na₂CrO₄的化学方程式：
____Cr(OH)₃+____Na₂CO₃+_____ = ____Na₂CrO₄+___CO₂+_____
（3）滤渣II的主要成分有Zn(OH)₂、___________________________________。
（4）“系列操作”中为：继续加入H₂SO₄，________冷却结晶，过滤。继续加入H₂SO₄目的是________________________。
已知：①除去滤渣II后，溶液中存在如下反应：2CrO₄²ˉ+2H⁺Cr₂O₇²ˉ+H₂O
②Na₂Cr₂O₇、Na₂CrO₄在不同温度下的溶解度如下表

温度 化学式	20℃	60℃	100℃
Na2SO4	19.5	45.3	42.5
Na2Cr2O7	183	269	415
Na2CrO4	84	115	126

 
（5）工业上还可以在水浸过滤后的溶液（Na₂CrO₄）加入适量H₂SO₄，用石墨做电极电解生产金属铬，写出生成铬的电极反应方程式____________________________。

工业利用精炼镁渣（含有MgO、KCl、MgCl₂、BaCl₂、CaCl₂、FeCl₃等杂质）回收MgCl₂的工业流程如下：

已知：25℃时有关物质的溶度积如下：

物质	CaCO3	MgCO3	BaCO3	Mg(OH)2	Fe (OH)3
Ksp	4.96×10^－^9	6.82×10^－^6	5.1×10^－^9	5.61×10^－^12	2.64×10^－^38

 
回答下列问题：
（1）写出溶解时的离子方程式                                     
（2）溶解时温度不能太高，也不宜太低，要求控制在35℃左右，其理由是             
（3）操作I包含多个操作，分别为                     过滤，洗涤，烘干。烘干时需要减压烘干，原因是                                                       。
（4）为减少Na₂CO₃的用量和提高产品质量，在中和工序（中和后溶液接近中性）结束前要检验溶液中是否存在      离子，选择检验该离子的原因是                   。
（5）母液的主要成分                      。

用霞石岩（主要成份Na₂O、K₂O、Al₂O₃、SiO₂）制碳酸钠、碳酸钾和氧化铝的工艺流程如下：
已知：NaHCO₃溶液的pH约为8~9，Na₂CO₃溶液的pH约为11~12。

溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类，钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中。部分物质的溶解度见图，根据题意回答下列问题：

固体M的化学式是__________， X物质是___________。
实验室进行煅烧操作时盛放固体物质的实验仪器是 __________，滤液W中主要含有的离子有__________________。
碳酸化Ⅰ中发生主要反应的离子方程式是_______________________________________。
操作Ⅰ是_________（填写名称），操作Ⅱ是 _______(选填编号)。
a．趁热过滤 b．冷却过滤    c．蒸馏 d．灼烧
碳酸化Ⅱ调整pH=8的目的是____________________，产品K₂CO₃中最可能含有的杂质是________(写化学式)。
实验室用下面流程测定产品碳酸钾的纯度，为提高实验精度，T试剂最好是____________；操作Ⅲ的名称是_______________。

硅藻土是由硅藻死亡后的遗骸沉积形成的，主要成分是 SiO₂和有机质，并含有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO 等杂质。精制硅藻土因为吸附性强、化学性质稳定等特点被广泛应用。下图是生产精制硅藻土并获得Al(OH)₃的工艺流程。
⑴粗硅藻土高温煅烧的目的是      。
⑵反应Ⅲ中生成Al(OH)₃沉淀的化学方程式是      ；氢氧化铝常用作阻燃剂，其原因是      。
⑶实验室用酸碱滴定法测定硅藻土中硅含量的步骤如下：
步骤1：准确称取样品a g，加入适量KOH固体，在高温下充分灼烧，冷却，加水溶解。
步骤2：将所得溶液完全转移至塑料烧杯中，加入硝酸至强酸性，得硅酸浊液。
步骤3：向硅酸浊液中加入NH₄F溶液、饱和KCl溶液，得K₂SiF₆沉淀，用塑料漏斗过滤并洗涤。
步骤4：将K₂SiF₆转移至另一烧杯中，加入一定量蒸馏水，采用70 ℃水浴加热使其充分水解（K₂SiF₆+3H₂O=H₂SiO₃+4HF+2KF）。
步骤5：向上述水解液中加入数滴酚酞，趁热用浓度为c mol·L^－1 NaOH的标准溶液滴定至终点，消耗NaOH标准溶液VmL。
①步骤1中高温灼烧实验所需的仪器除三角架、泥三角、酒精喷灯外还有      。
a．蒸发皿  b．表面皿  c．瓷坩埚   d．铁坩埚
②实验中使用塑料烧杯和塑料漏斗的原因是      。
③步骤3中采用饱和KCl溶液洗涤沉淀，其目的是      。
④步骤5中滴定终点的现象为      。
⑤样品中SiO₂的质量分数可用公式“×100%”进行计算。由此分析步骤5中滴定反应的离子方程式为      。

废钒催化剂的主要成分是V₂O₅、VOSO₄、K₂SO₄、SiO₂和Fe₂O₃等，现欲利用以下工艺流程回收V₂O₅。

回答下列问题：
（1） VOSO₄中，V元素的化合价为_______，①中产生的废渣的主要成分是_________。
（2）配平④中反应的离子方程式：

（3）25℃时，取样进行实验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下表：

试判断在实际生产时，⑤中加入氨水调节溶液的最佳pH为______________。
（4）生产时，将②中的酸性萃余液循环用于①中的水浸。在整个工艺流程中，可循环利用的物质还有________________。
（5）成品V₂O₅可通过铝热反应来制取金属钒，写出该反应的化学方程式：______________________________________。

硫酸亚锡(SnSO₄)是一种重要的能溶于水的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业。某研究小组
设计SnSO₄制备路线如下：

查阅资料：
I．酸性条件下，锡在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺两种主要存在形式，Sn²⁺易被氧化。
Ⅱ．SnC1₂易水解生成碱式氯化亚锡[Sn(OH)Cl]
回答下列问题：
（1）操作l的步骤为 ____、____、过滤、洗涤、干燥。对沉淀进行洗涤的方法是_____________。
（2） SnCl₂粉末需加浓盐酸进行溶解，请结合必要的化学方程式用平衡移动原理解释原因：________。
（3）加入Sn粉的作用有两个：①调节溶液pH;②__________。
（4）酸性条件下，SnSO₄还可以用作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是：________________。
（5）该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度（杂质不参与反应）：取ag锡粉溶于盐酸中，向生成的SnC1₂中加入过量的FeC1₃溶液，用b mol/LK₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺（已知酸性环境下，Cr₂O₇^2-可被还原为Cr³⁺），共用去K₂Cr₂O₇溶液m ml。则锡粉中锡的质量分数是________。（Sn的摩尔质量为M g/mol，用含a、b、m、M的代数式表示）

卤块的主要成分是MgCl₂，此外还含 Fe³⁺、Fe²⁺和Mn²⁺等离子。以卤块为原料可制得轻质氧化镁，工艺流程如下图：

已知：Fe²⁺氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化为Fe³⁺，生成Fe(OH)₃沉淀除去。若要求产品尽量不含杂质，请根据表1表2提供的资料，填写空白：  
表1  生成氢氧化物沉淀的pH

物质	开始沉淀	沉淀完全
Fe（OH）3	2.7	3.7
Fe（OH）2	7.6	9.6
Mn（OH）2	8.3	9.8
Mg（OH）2	9.6	11.1

 
表2  化学试剂价格表

试剂	价格（元/吨）
漂液（含NaClO，25.2%）	450
双氧水（含H2O2 ,30%）	2400
烧碱（含98% NaOH）	2100
纯碱（含99.5% Na2CO3）	600

 
（1）在步骤②中加入漂液而不是双氧水其原因是                                         。
写出加入NaClO发生反应的离子方程式                                                        。
（2）在步骤③中控制pH=9.8，其目的是                                                       。
（3）沉淀物A的成分为             ，试剂Z应该是              。
（4）在步骤⑤中发生反应的化学方程式是                                                      。
（5）若在实验室中完成步骤⑥，则沉淀物必需在          （填仪器名称）中灼烧。

柠檬酸亚铁(FeC₆H₆O₇)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾(FeSO₄·7H₂O)通过下列反应制备：
FeSO₄＋Na₂CO₃=FeCO₃↓＋Na₂SO₄
FeCO₃＋C₆H₈O₇=FeC₆H₆O₇＋CO₂↑＋H₂O
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L^－1计算)。

金属离子	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe^3^＋	1.1	3.2
Al^3^＋	3.0	5.0
Fe^2^＋	5.8	8.8

 
(1)制备FeCO₃时，选用的加料方式是       (填字母)，原因是                        。
a．将FeSO₄溶液与Na₂CO₃溶液同时加入到反应容器中
b．将FeSO₄溶液缓慢加入到盛有Na₂CO₃溶液的反应容器中
c．将Na₂CO₃溶液缓慢加入到盛有FeSO₄溶液的反应容器中
(2)生成的FeCO₃沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是                        。
(3)将制得的FeCO₃加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80 ℃下搅拌反应。①铁粉的作用是                                          。
②反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是                                    。
(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥，获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是                     。
(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃)出发，先制备绿矾，再合成柠檬酸亚铁。请结合下图的绿矾溶解度曲线，补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO₄·7H₂O晶体的实验步骤(可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应，       ，得到FeSO₄溶液，       ，得到FeSO₄·7H₂O晶体。

【化学一选修2：化学与技术】(15分)
利用硫酸工业废渣(主要含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下：

（1）“酸浸”中硫酸要适当过量，目的是：①提高铁的浸出率，②__________________。
（2）“还原”是将Fe^3＋转化为Fe^2＋，同时FeS₂被氧化为SO，该反应的离子方程式为____________.
（3）为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe^3＋的量以控制加入FeS₂的量。
实验步骤为：准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中，加入HCl、稍过量SnCl₂，再加HgCl₂除去过量的SnCl₂，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K₂Cr₂O₇标准溶液滴定，有关反应方程式如下：
2Fe³⁺+Sn²⁺+6Cl^-===2Fe²⁺+SnCl
Sn²⁺+4Cl^-+2HgCl₂="==" SnCl+Hg₂Cl₂↓
6Fe²⁺+ Cr₂O+14H⁺===6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O
①若SnCl₂不足量，则测定的Fe^3＋量__________(填“偏高”、“偏低”、“不变”，下同)。
②若不加HgCl₂，则测定的Fe^3＋量偏高，其原因是_____________。
（4）①可选用______________(填试剂)检验滤液中含有Fe^3＋。产生Fe^3＋的原因是_________________(用离子反应方程式表示)。
②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的，pH见下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3	Mg(OH)2	Mn(OH)2
开始沉淀	2.3	7.5	3.4	9.4	8.3
完全沉淀	3.2	9.7	4.4	12.4	9.8

实验可选用的试剂有：稀HNO₃、Ba(NO₃)₂溶液、酸性KMnO₄溶液、NaOH溶液，要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤：
a．氧化：________________________________；b．沉淀：_____________________________；
c．分离，洗涤；d．烘干，研磨。

碱式碳酸铜[CuCO₃·Cu(OH)₂]是一种用途广泛的化工原料，可用于作有机催化剂、颜料制造、原油贮存时脱碱等。用废杂铜(主要成分为Cu，还含有少量杂质Fe)制取碱式碳酸铜的工艺流程如图所示。

（1）步骤①浸出时，硝酸浓度不易过大，其原因是____。
（2）步骤②分离前需将溶液pH调节在4左右，其目的是                        ，所得废渣的主要成分为____________。
（3）步骤③合成时，采用将NaHCO₃溶液迅速投入Cu(NO₃)₂溶液中，其主要原因是            ；合成时发生反应的化学方程式为____________。
（4）本实验中两次用到固液分离，本实验中最适合固液分离的设备是____________。
（5）步骤⑤洗涤主要除去的杂质离子是              。
（6）准确称取所得产品m g，放入碘量瓶中，加入2 g KI及5 ml3 mol/L稀硫酸（两试剂均过量）摇匀并静置10 min(2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂)，再加入2 mL淀粉溶液，用c mol/L的Na₂S₂O₃标准溶液滴定(I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-)，到滴定终点时消耗Na₂S₂O₃标准溶液V mL，则样品中铜元素的质量分数为________。

工业上以碳酸锰矿为主要原料生产MnO₂的工艺流程如下：
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氢氧化物	Al（OH）2	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Pb（OH）2	Mn（OH）2
开始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	4.2	8.0	8.3
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	6.7	8.8	9.8

 
请问答下列问题：
（1）酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是                  。
（2）酸浸后的溶液中含有Mn²⁺、 SO₄^2-，另含有少量Fe²⁺、Fe³⁺、A1³⁺、Cu²⁺、Pb²⁺等，其除杂过程如下：
①加入MnO₂将Fe²⁺氧化，其离子反应方程式为                     。 ②加入CaO将溶液的pH调到5.2～6.0，其主要目的是               。
③加入BaS，除去Cu²⁺、Pb²⁺后，再加入NaF溶液，除去                    。
（3）从溶液A中回收的主要物质是           ，该物质常用作化肥。（4）MnO₂粗品中含有少量Mn₃O₄，可以用稀硫酸处理，将其转化为MnSO₄和MnO₂，然后再用氧化剂将Mn²⁺转化为MnO₂，制得优质MnO₂，写出Mn₃O₄与稀硫酸反应的化学方程式                     。