高中化学晶格能的应用填空题

【化学——选修2化学与技术】
红矾钠（重铬酸钠：Na₂Cr₂O₇·2H₂O）是重要的基本化工原料，应用领域十分广泛。
（1）实验室中红矾钠可用铬铁矿（主要成分：FeO·Cr₂O₃）利用以下过程来制取。

①步骤I中反应的化学方程式为：4FeO·Cr₂O₃（s）+8Na₂CO₃（s）+7O₂= 8Na₂CrO₄（s）+2Fe₂O₃（s）+8CO₂
该反应的化学平衡常数的表达式为            。在常温下该反应速度极慢，下列措施中能使反应速率增大的是                   。

A．升高温度	B．通入过量的空气
C．将原料粉碎	D．增加纯碱的用量

②步骤II中所得溶液显碱性，其中除含有Na₂C rO₄外还含有铝、硅元素的化合物，它们的化学式可能是                                       。
③步骤III需将溶液的pH调至7～8并煮沸，其目的是                            。
④步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为：____。
（2）将红矾钠与KC1固体1：2（物质的量比）混合溶于水后经适当操作可得到K₂Cr₂O₇晶体，反应方程式为：Na₂CrO₄ +2KCl= K₂Cr₂O₇ +2NaCl（已知NaCl的溶解度受温度影响小，K₂Cr₂O₇的溶解度受温度影响大），基本实验步骤为：①溶解；②        ；③____   。
④冷却、结晶，过滤，得到K₂Cr₂O₇晶体。

【化学—选修2 化学与技术】
最近，我国利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功。具体生产流程如图：

回答下列问题：
（1）实验室模拟萃取槽需要用到玻璃仪器为：            ，操作b的名称是______________。
（2）装置a中生成两种酸式盐，它们的化学式分别是_______________。
（3）依题意猜测固体A中一定含有的物质的化学式是____________________(结晶水部分不写)。
（4）热交换器是实现冷热交换的装置。化学实验中也经常利用热交换来实现某种实验目的，气、液热交换时通常使用的仪器是________________________。
（5）制硫酸所产生的尾气除了含有N₂、O₂外，还含有SO₂，微量的SO₃和酸雾。能用于测定硫酸尾气中SO₂含量的是___________________。

A．NaOH溶液、酚酞试液	B．KMnO4溶液、稀硫酸
C．碘水、淀粉溶液	D．氨水、酚酞试液

亚氯酸钠(NaClO₂)是一种高效氧化剂和优质漂白剂。一种以氯酸钠(NaClO₃)为原料制备NaClO₂粗品的工艺流程如下图所示：

已知：
①纯ClO₂易分解爆炸，空气中ClO₂ 的体积分数在10%以下比较安全；
②NaClO₂在碱性溶液中稳定存在，在酸性溶液中迅速分解；
③含水NaClO₂受热易分解。
（1） 试剂A 可以选择___________(填字母序号)。
a. SO2   b. 浓硝酸  c. KMnO4
（2） 反应Ⅱ的离子方程式为_________。
（3） 下列关于上述流程的说法中，合理的是________(填字母序号)。
a. 反应Ⅰ进行过程中应持续鼓入空气
b. 反应Ⅰ后得到的母液中，溶质的主要成分是NaCl
c. 反应Ⅱ中NaOH 应过量
（4） 已知压强越大，物质的沸点越高。反应Ⅱ结束后采用“减压蒸发”操作的原因是____________。
（5） 中间产物二氧化氯(ClO₂)在生产生活中也有广泛应用。用ClO₂处理泄漏的氰化钠(NaCN)，得到无毒的NaCl、N₂和CO₂。若处理含NaCN4×10^-5mol ·L-1的废水 1000L，至少需要ClO₂的质量为___________g。

皮革工业污泥中含较多的Cr，工业采用以下工艺制得M[Cr(OH)(H₂O)₅SO₄]。

已知：①工艺中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺。
②常温下部分阳离子以氢氧化物沉淀形式存在时溶液的pH见下表：

阳离子	Fe^3+	Al^3+	Cu^2+	Mg^2+	Cr^3+
开始沉淀时的pH	1.9	3.7	4.7	9.3	---
沉淀完全时的pH	3.2	8.0	6.7	11.1	9(>9溶解)

（1）酸浸时，为了提高浸取效率可采取的措施是________________（任写一条）。
（2）调节pH所用X可以选用        。
A．NaOH       B．Na₂CO₃       C．H₂SO₄       D．HNO₃
（3）加入H₂O₂ 目的是把Cr(OH)₃沉淀转化为Cr₂O₇^2-，写出该反应的离子方程式       。针铁矿组成元素是Fe、H、O，化学式量为89，其化学式是______________。
（4）调滤液至pH=8，Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺中的_________将转化为沉淀。
（5）若滤液甲的pH=a，则溶液中c (Cu²⁺)=      。（25℃时的K_sp[ Cu(OH)₂]=2.2×10^-20）

[化学——选修2：化学与技术]（15）
工业上可用食盐和石灰石为主要原料，经不同的方法生产纯碱。请回答下列问题：
（1）卢布兰芳是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料，在高温下进行煅烧，再浸取，结晶而制得纯碱。
①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为___________；
②硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为___________（已知产物之一为CaS）；
（2）氨碱法的工艺如下图所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。

①图中的中间产物C是_______，D_______。（写化学式）；
②装置乙中发生反应的化学方程式为_______；
（3）联合制碱法对氨碱法的改进，其优点是______________；
（4）有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似，故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石为原料制碳酸钾。请结合下图的溶解度（S）随温度变化曲线，分析说明是否可行？__________。

(15分)KMnO₄是常用的强氧化剂，工业上以软锰矿（主要成分MnO₂）为原料，通过液相法生产，即在碱性条件下用氧气氧化MnO₂得到K₂MnO₄，分离后得到K₂MnO₄，再用惰性材料为电极电解K₂MnO₄溶液得到KMnO₄，简略生产过程如下：

（1）反应器中反应的化学方程式为：                      。
（2）生产过程中最好使用含MnO₂80%以上的富矿，因为MnO₂含量最低的贫矿中Al、Si的氧化物含量较高，会导致KOH消耗量      (填“偏高”或“偏低”)，其中Al的氧化物和KOH溶液反应的化学方程式为：                         。
（3）电解槽中阳极的电极反应方程式为：              ；
（4）在传统工艺中得到K₂MnO₄后，向其中通入CO₂制备KMnO₄，化学反应方程式为:3K₂MnO₄＋2CO₂＝2KMnO₄+ MnO₂+ 2K₂CO₃根据上述反应，从Mn元素的角度考虑KMnO₄的产率最高为     。与该传统工艺相比，电解法的优势是             。
（5）测定高锰酸钾样品纯度的方法是：向高锰酸钾溶液中滴加硫酸锰溶液产生黑色沉淀，反应的离子方程式             。
（6）已知常温下K_SP﹝Mn(OH)₂﹞=2.0×10^-23,工业上调节PH沉淀废水中的Mn²⁺，当pH＝10时，
c（Mn²⁺）＝                mol/L。

某铝土矿中主要含有Al₂O₃、Al(OH)₃、AlO(OH)，还含有Fe₂O₃等杂质。利用拜耳法生产氧化铝的流程如下图所示：

⑴粉碎后的铝土矿碱浸时应在高温下进行，其目的是     。
⑵AlO(OH)与NaOH反应的化学方程式为     。
⑶在稀释、结晶过程中：稀释的目的是     ；加Al(OH)₃晶核的目的是促进Al(OH)₃的析出。上述“稀释、结晶”工艺，也可用通入足量的     气体的方法来代替。
⑷浓缩所得的NaOH溶液由于吸收了空气中的CO₂而含有杂质，该杂质可通过苛化反应除去，写出苛化反应的化学方程式：     。
⑸该生产流程能实现     （填化学式）的循环利用。

工业上利用软锰矿浆烟气脱硫吸收液制取电解锰，并利用阳极液制备高纯碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如下(软锰矿的主要成分是MnO₂，还含有硅、铁、铝的氧化物和少量重金属化合物等杂质)：

（1）一定温度下，“脱硫浸锰”主要产物为MnSO₄，该反应的化学方程式为       。
（2）“滤渣2”中主要成分的化学式为       。
（3）“除重金属”时使用(NH₄)₂S而不使用Na₂S的原因是       。
（4）“电解”时用惰性电极，阳极的电极反应式为       。
（5）“50℃碳化”得到高纯碳酸锰，反应的离子方程式为       。“50℃碳化”时加入过量NH₄HCO₃，可能的原因是：使MnSO₄充分转化为MnCO₃；       ；       。

I 铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：

回答下列有关问题：
（1）检验硫酸铁溶液中是否存在Fe²⁺的方法是___________________。
（2）干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO₄+6Na₂O₂ = 2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑
该反应中的还原剂是___________，每生成l mol Na₂FeO₄转移____________mol电子。
（3）湿法制备高铁酸钾(K₂FeO₄)的反应体系中有六种微粒：
Fe(OH)₃、ClO^-、OH^-、FeO₄^2-、Cl^-、H₂O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式：_______________。
②若反应过程中转移了0.3 mol电子，则还原产物的物质的量为___________。
II某化学小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备。已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni，还含有Al(31％)、Fe(1．3％)的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3％)。

部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH如下：

（1）“碱浸”过程中发生反应的离子方程式是
（2）“酸浸”时所加入的酸是                      (填化学式)。
（3）加入H₂O₂时发生反应的离子方程式为                  
（4）操作b为调节溶液的pH，你认为pH的调控范围是                  
（5）NiS0₄·7Hz0可用于制备镍氢电池(NiMH)，镍氢电池目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中总反应的化学方程式是Ni(OH)₂+M=NiOOH+MH，则NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为                   。

用含有A1₂0₃、SiO₂和少量FeO·xFe₂O₃的铝灰制备A1₂(SO₄)₃·18H₂O。工艺流程如下：

（一定条件下，MnO₄ ^- 可与Mn²⁺反应生成MnO₂）
已知：生成氢氧化物沉淀的pH

	Al（OH）3	Fe（OH）2	Fe（OH）3
开始沉淀时	3．4	6．3	2．7
完全沉淀时	5．2	9．7	3．2

 
（1）H₂S0₄溶解A1₂0₃的离子方程式是                     
（2）检验滤液中还存在Fe^2＋的方法是              (注明试剂、现象)。
（3）“除杂”环节有如下几个步骤，（Ⅰ）向滤液中加入过量KMnO₄溶液，调节溶液的pH为3．2；（Ⅱ）加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色:（ Ⅲ）加入MnSO₄至紫红色消失，过滤。
①步骤Ⅰ的目的：         ；调节溶液的pH为3．2的目的是                 。
②向Ⅱ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO₂的现象是           ，写出其反应方程式：                                                              ；
③Ⅲ中加入MnS0₄的目的是           。
（4）从多次循环使用后母液中可回收的主要物质是                    。（填化学式）

碱式碳酸锌【xZnCO₃·yZn(OH) ₂·zH₂O】主要用做橡胶硫化促进剂，工业上利用锌焙砂（主要成分是ZnO、SiO₂，还含有Fe₂O₃、CuO等）生产碱式碳酸锌的工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）向锌焙砂加入足量稀硫酸进行酸溶的过程中，所发生反应的离子方程式为          、___    _（写其中任意两个）。
（2）从滤渣I中分离出SiO₂的部分流程如下：

①试剂X的名称为____    。②操作1的方法为________ 。
（3）加入锌粉的目的是____     ，从滤渣Ⅱ中获取铜的操作方法为        。
（4）高温煅烧碱式碳酸锌得到ZnO，取碱式碳酸锌3.41g，在高温下煅烧至恒重，得到固体2.43g和标准状况下CO₂ 0.224L，则该碱式碳酸锌的化学式为         。

蓝铜矿主要含xCuCO₃·yCu(OH)₂，还含有少量Fe的化合物，工业上以蓝铜矿为原料制备Cu、CaCO₃和CuSO₄．5H₂O。具体方法步骤如下：

已知：

金属离子	Fe^3+	Fe^2+	Cu^2+
pH	氢氧化物开始沉淀	1.9	7.0	4.7
氢氧化物完全沉淀	3.2	9.0	6.7

 
（1）蓝铜矿的主要成分与焦炭高温条件可以生成铜、二氧化碳和水，写出该反应的化学方程式
                                                                     。
（2）从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为            （填代号）。
a．KMnO₄     b．K₂Cr₂O₇    c．H₂O₂      d．氯水
（3）在溶液B中加入CuO的作用是调节溶液pH，则pH的范围为           。
（4）由溶液C获得CuSO₄．5H₂O，需要经过加热蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作，加热蒸发至         时停止加热。
（5）制备CaCO₃时，应向CaCl₂溶液中先通人(或加入）试剂②，则试剂②可以是            
(填代号）；
a．氨水        b．盐酸       c．水蒸气      d．NaOH溶液
如果不加人试剂②，则CaCl₂溶液不能与CO₂反应生成CaCO₃，请依据难溶电解质的沉淀溶解平衡原理分析可能的原因                                                                 。
（6）为确定试剂①的用量，需测定溶液A中Fe²⁺的浓度。实验操作为：准确量取20.00mL 溶液A于锥形瓶中，用0.01200 mol/L的酸性KMnO₄标准溶液滴定至终点，消耗KMnO₄标准溶液15.00 mL，则溶液A中Fe²⁺的浓度为                  。

某化工厂冶炼金属、回收硫的工艺流程如下：

I．回收硫
（1）工业上，采用饱和亚硫酸钠溶液吸收烟气中二氧化硫，写出离子方程式：                  。然后，加热吸收液收集SO₂。将二氧化硫、空气在稀硫酸中构成原电池，负极反应式为                       。
II．冶炼铜
（2）工业上，火法冶炼铜分两步：第一步，含铜矿（主要成分是Cu₂S）在空气中煅烧生成氧化亚铜和刺激性气味气体；第二步，氧化亚铜和铜矿在高温下反应生成铜和刺激性气体。写出冶炼铜的总反应方程式：                         。
（3）用电解法精炼粗铜（含银、金、铁、锌杂质），装置如图所示。下列说法不正确的是           。

A．Y极为粗铜、X极为纯铜

B．X极净增质量等于Y极净减质量

C．铜盐溶液作精炼铜的电解质溶液

D．若电路有1 mol电子转移，则X极净增32 g

（4）几种金属离子的沉淀pH：

金属氢氧化物	开始沉淀pH	完全沉淀的pH
Fe(OH)3	2．7	3．7
Fe(OH)2	7．6	9．7
Cu(OH)­2	4．6	6．4
Zn(OH)2	5．9	8．9

铜盐溶液中Fe²⁺、Zn²⁺对精炼铜可能会产生影响。工业上，除去Fe²⁺方法是，在酸性混合溶液中加入              (选填：双氧水、次氯酸钠、氯水或高锰酸钾溶液)将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，离子方程式为             。加入碱调节溶液pH范围为              。

以水氯镁石(主要成分为MgCl₂·6H₂O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：

(1)预氨化过程中有Mg(OH)₂沉淀生成，已知常温下Mg(OH)₂的K_sp＝1.8×10^－11，若溶液中c(OH^－)＝3.0×10^－6 mol·L^－1，则溶液中c(Mg^2＋)＝       。
(2)上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式                      
(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁4.66 g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00 g和标准状况下CO₂ 0.896 L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。
(4)若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO₃，则产品中镁的质量分数       (填“升高”、“降低”或“不变”)。

活性ZnO在橡胶、塑料、涂料工业中有重要应用，一种由粗ZnO(含FeO、CuO)制备活性ZnO的流程如下(已知：碱式碳酸锌经焙烧可制得活性ZnO)：

已知：几种离子生成氢氧化物沉淀时的pH如表：

待沉淀离子	Fe^2^＋	Fe^3^＋	Zn^2^＋	Cu^2^＋
开始沉淀时pH	6.34	1.48	6.2	5.2
完全沉淀时pH	9.7	3.2	8.0	6.4

 
请回答下列问题：
(1)步骤A加H₂O₂发生反应的离子方程式是                                     ，该步骤需控制溶液pH的范围是                                            。
(2)A溶液中主要含有的溶质是           。
(3)碱式碳酸锌经焙烧制得活性ZnO的反应ΔH＞0，该反应能自发进行的原因是ΔS       (选填“＝”、“＞”或“＜”)0。
(4)若经处理后的废水pH＝8，此时Zn^2＋的浓度为       mg/L(常温下，K_sp[Zn(OH)₂]＝1.2×10^－17)。