高中化学晶格能的应用填空题

(15分)纯净的过氧化钙（CaO₂）是白色粉末，难溶于水，不溶于乙醇、乙醚，常温下较为稳定，是一种新型水产养殖增氧剂，常用于鲜活水产品的运输。已知：在实验室可用钙盐制取CaO₂·8H₂O，再经脱水制得CaO₂。其制备过程如下：

（1）“溶解”过程需要的玻璃仪器有                       ，“沉淀”时需控制反应温度在0℃左右，比较简单易行的方法是                          。为检验“水洗”是否合格，可取少量洗涤液于试管中，再滴加            （填试剂），无明显现象说明“水洗”合格。
（2）“沉淀”时发生反应的离子方程式为                                                  ；
该制法的副产品为             （填化学式）；若称取11.1克无水CaCl₂，理论上应该量取质量分数30﹪、密度1.1g/cm³的H₂O₂溶液          mL。
（3）测定产品中CaO₂的含量的实验步骤是：
第一步，准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入少量2 mol/L的H₂SO₄溶液，充分反应；
第二步，向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液；
第三步，逐滴加入浓度为c mol/L的Na₂S₂O₃溶液至反应完全，消耗Na₂S₂O₃溶液V mL。
【已知：I₂+2S₂O₃^2－→ 2I^－+S₄O₆^2－（无色）】
①第三步中说明反应恰好完全的现象是                                                      
②CaO₂的质量分数为                   (用字母表示)；
③某同学第一步和第二步的操作都很规范，第三步滴速太慢，这样测得的CaO₂的质量分数可能      
             （填“偏高”、“偏低”、“无影响”、“不能确定”）。    

镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni（OH）₂、炭粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成．由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，并设计出相关实验流程图

已知：①NiCl₂易溶于水，Fe³⁺不能氧化Ni²⁺
②某温度下一些金属氢氧化物的K_sp及沉淀析出的理论pH如表所示：

M（OH）n	Ksp	pH
开始沉淀	沉淀完全
Al（OH）3	1.9×10^-33	3.43	4.19
Fe（OH）3	3.8×10^-38	2.53	2.94
Ni（OH）2	1.6×10^-14	7.60	9.75

 
回答下列问题：
（1）根据表数据判断步骤②依次析出沉淀Ⅱ       和沉淀Ⅲ      （填化学式），则pH₁         pH₂（填填“＞”、“=”或“＜”），控制两种沉淀析出可利用        。
A．pH试纸         B．石蕊指示剂          C．pH计
（2）已知溶解度：NiC₂O₄＞NiC₂O₄•H₂O＞NiC₂O₄•2H₂O，则反应③的化学方程式是                          ．第③步反应后，过滤沉淀时需要的玻璃仪器有    ．若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因                、             。
（3）④中阳极反应产生的气体E为             ，验证该气体的试剂为          。
（4）试写出反应⑥的离子方程式_____________________________________________ 

(12分)硫酸锌是制备荧光粉的原料之一。工业上由锌白矿（主要成分是ZnO，还含有Fe₂O₃、CuO、SiO₂等杂质）制备ZnSO₄•7H₂O的流程如下：

已知：常温下，溶液中的Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺以氢氧化物形式开始沉淀的pH分别为：2.7，5.4，7.6；完全沉淀的pH分别为：3.7，6.5，9.7。
（1）下列能提高浸取过程中浸出效率的措施有                 

A．将矿石粉碎

B．提高浸取温度

C．适当增加硫酸的浓度

D．搅拌并适当延长浸取时间

ZnO和硫酸反应的离子方程式为                                                   
（2）加入适量锌粉后溶液中存在的金属阳离子主要有              
（3）氧化过程中H₂O₂发生反应的化学方程式为                                            
（4）加入适量Ca(OH)₂调节溶液pH至     ～     （填范围），促进Fe³⁺水解完全。Fe³⁺水解反应的平衡常数表达式K＝                    

已知草酸镍晶体（NiC₂O₄·2H₂O）难溶于水，工业上从废镍催化剂（成分主 要是Ni，含有一定量的Al₂O₃、Fe、SiO₂、CaO等）制备草酸镍晶体的流程如图所示：

已知：①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表：

金属离子	Fe^3+	Fe^2+	Al^3+	Ni^2+
开始沉淀的pH	1.1	5.8	3.0	6.8
完全沉淀的pH	3.2	8.8	5.0	9.5

 
②K_sp（CaF₂）=1.46×10^-10
③当某物质模拟高度小于1.0×10^-5mol．L^-1时，视为完全沉淀．
（1）请写出一种能提高酸浸速率的措施________________________________。
（2）试剂a是一种绿色氧化剂，写出“氧化”时反应的离子方程式____________________。
（3）pH的调控范围为_____________，试用化学反应原理的相关知识解释滤渣Ⅱ的生成。
（4）写出“沉镍”时反应的离子方程式______，证明Ni²⁺已经沉淀完全的实验步骤及现象是________，
（5）操作a的内容为___________。

ZrO₂常用作陶瓷材料，可由锆英砂（主要成分为ZrSiO₄，也可表示为ZrO₂·SiO₂，还含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂等杂质）通过如下方法制取：

已知：①ZrO₂能与烧碱反应生成可溶于水的Na₂ZrO₃，Na₂ZrO₃与酸反应生成ZrO²⁺。
②部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表。

金属离子	Fe^3+	Al^3+	ZrO^2+
开始沉淀时pH	1.9	3.3	6.2
沉淀完全时pH	3.2	5.2	8.0

（1）熔融时ZrSiO₄发生反应的化学方程式为               ，滤渣I的化学式为       。
（2）为使滤液I的杂质离子沉淀完全，需用氨水调pH=a，则a的范围是        ；继续加氨水至pH=b时，所发生反应的离子方程式为              。
（3）向过滤III所得滤液中加入CaCO₃粉末并加热，得到两种气体。该反应的离子方程式为          。
（4）为得到纯净的ZrO₂，Zr（OH)₄需要洗涤，检验Zr（OH)₄是否洗涤干净的方法是        。

LiPF₆是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl₅为原料，低温反应制备LiPF₆，其流程如下：

已知：HCl的沸点是－85.0℃，HF的沸点是19.5℃。
（1）第①步反应中无水HF的作用是            、            。反应设备不能用玻璃材质的原因是                                 （用化学方程式表示）。无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示：如果不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的         溶液冲洗。
（2）该流程需在无水条件下进行，第③步反应中PF₅极易水解，其产物为两种酸，写出PF₅水解的化学方程式：                                 。
（3）第④步分离采用的方法是         ；第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是         。
（4）LiPF₆产品中通常混有少量LiF。取样品wg，测得Li的物质的量为nmol，则该样品中LiPF₆的物质的量为             mol（用含w、n的代数式表示）。

(9分)工业上用软锰矿(主要成分为MnO₂)制备高锰酸钾的工艺流程如图所示：

（1）高锰酸钾的氧化性强弱与溶液的酸碱性有关，在酸性条件下其氧化性较强。下列酸能用于酸化高锰酸钾溶液的是____________(填序号)。

A．盐酸

B．稀硫酸

C．硝酸

D．氢硫酸

（2）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的名称分别是______________、_______________、_______________。
（3）软锰矿与过量固体KOH和KClO₃在熔融状态下反应时的氧化剂是__________(填化学式)。反应后加水溶解得到的滤液中主要含有KCl和K₂MnO₄，则滤液酸化时发生反应的离子方程式为______________。
（4）已知KMnO₄能与热的经硫酸酸化的Na₂C₂O₄反应生成Mn^2＋和CO₂。取上述制得的KMnO₄产品0．33 g，恰好与0．67 g Na₂C₂O₄完全反应，则KMnO₄的纯度为___________________％。

硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg₂B₂O₅·H₂O，还有少量Fe₂O₃、FeO、CaO、Al₂O₃和SiO₂等)为原料制备硼酸(H₃BO₃)的工艺流程如图所示：

已知：Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺和Mg²⁺以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、4.9、9.7和 12.4。
回答下列问题：
（1）为提高“浸出”速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有             。
（2）实验室中过滤操作所需要的玻璃仪器有：玻璃棒、              。
（3）“浸渣”中的物质是               （化学式）。
（4）“净化除杂”需先加H₂O₂溶液，作用是          ，然后再调节溶液的pH约为5，目的是          。
（5）“粗硼酸”中的主要杂质是               （填名称）。
（6）单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料在加热条件下可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程            。

综合利用转炉煤气[CO（60～80%）、CO₂（15～20%）及微量N₂等]和硫酸工业尾气中的SO₂，既能净化尾气，又能获得保险粉（Na₂S₂O₄），其部分工艺流程如下：

（1）转炉炼钢时，存在反应：Fe₃C（s）＋CO₂（g）2CO（g）＋3Fe（s），其平衡常数表达式为K＝________。
（2）煤气净化时，先用水洗再用NaOH溶液洗涤，其目的是________。
（3）从滤液中回收甲醇的操作方法是____________________________；
还可回收的盐类物质是______________________________________（只写一种化学式）。
（4）合成保险粉反应的化学方程式为_________________________。
（5）保险粉、H₂O₂均可用于纸浆漂白，写出保险粉与过量的H₂O₂，在水溶液中反应生成硫酸盐等物质的离子方程式：________________________________。

硝酸铝广泛用于有机合成、印染工业等。工业上以铝灰为原料（主要成分为Al，含少量Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂、CaO、MgO等）制备硝酸铝的工艺流程如下：

已知：Al（OH）₃沉淀和溶解的pH如下表：

Al（OH）3	开始沉淀	沉淀完全	沉淀开始溶解	沉淀溶解完全
pH	3.3	5.0	7.8	12.8

 
回答下列问题：
（1）碱溶时，发生主反应的离子方程式为________________________________。
（2）工艺流程中第一次加入硝酸调pH＝7.0的目的是__________________________________________________________。
pH＝7.0时，溶液中c（Al^3＋）＝________（通常条件下，K_sp[Al（OH）₃]＝1.3×10^－33）。
（3）若忽略杂质跟酸、碱的反应，则在碱溶、调pH＝7.0、酸溶过程中，理论上消耗碱、酸的物质的量之比n₁（NaOH）∶n₂（HNO₃）∶n₃（HNO₃）＝________。
（4）现用1 t铝灰制硝酸铝晶体[Al（NO₃）₃·9H₂O]，最后生产出7.5 t硝酸铝晶体，若生产过程中铝元素的损失率为10%，计算铝灰中铝元素的质量分数。

从粗产品硫酸锌固体除去铁、铜、镉等可溶性硫酸盐，从而得到纯净的硫酸锌，实验流程如下：

部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH参见下表，请回答下列问题：

沉淀物	Zn(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Cu(OH)2	Cd(OH)2	Mn(OH)2
pH值	8.0	9.7	3.2	6.7	9.4	10.4

 (1)“酸浸”步骤中，为提高锌的浸出率，可采取的措施有                   （任写一种）。 “酸浸”时适当补充少量水的原因是                              。
(2)滤液I加入酸性KMnO₄的作用为__________                 ____________。加入ZnO的原因是                                                。
(3)滤渣III的成份主要是                      。
(4)从滤液III得到晶体的操作过程为            、冷却结晶、过滤冼涤、小心干燥。

以重晶石（主要成分为BaSO₄）为主要原料制备立德粉（ZnS和BaSO₄的混合物）的工艺流程如下：

（1）焙烧时，焦炭需过量，其目的是：①____________________________；②____________________________。
（2）焙烧过程中发生的反应之一是4CO（g）＋BaSO₄（s）BaS（s）＋4CO₂（g），该反应的平衡常数的表达式为__________________________________________________。
反应器中发生反应的化学方程式为____________________________________。
（4）用工业级氧化锌（含少量FeO和Fe₂O₃杂质）和硫酸制取硫酸锌溶液时，需先后加入H₂O₂溶液和碳酸锌精制，加入H₂O₂溶液时发生反应的离子方程式为
________________________________，加入碳酸锌的目的是将溶液中的Fe^3＋转化为红褐色沉淀，写出该反应的化学方程式：__________________________________________。

高锰酸钾是常用的氧化剂。工业上以软锰矿（主要成分是MnO₂）为原料制备高锰酸钾晶体。下图是实验室制备的操作流程：

上述反应②的化学方程式：
已知：

（1）加热软锰矿、KClO₃和KOH固体时，不采用瓷坩埚而选用铁坩埚的理由是_______；
反应①的化学方程式为______。
（2）从滤液中得到KMnO₄晶体的实验操作依次是________（选填字母代号，下同）。
A．蒸馏  B．蒸发 C．灼烧  D．抽滤    E．冷却结晶
（3）制备过程中需要用到纯净的CO₂气体。制取纯CO₂净最好选择下列试剂中_________。
A．石灰石  B．浓盐酸 C．稀疏酸 D．纯碱
（4）实验时，若CO₂过量会生成KHCO₃，导致得到的KMnO₄产品的纯度降低。原因是______  。
（5）由于CO₂的通人量很难控制，因此对上述实验方案进行了改进，即把实验中通CO₂改为加其他的酸。从理论上分析，选用下列酸中________ ，得到的产品纯度更高。
A．醋酸     B．浓盐酸      C．稀硫酸

（共14分）氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：

回答下列问题：
（1）步骤①中得到的氧化产物是_________，溶解温度应控制在60~ 70℃，原因是________      。
（2）写出步骤③中主要反应的离子方程式___________。若向亚硫酸氢铵溶液中加入过量氢氧化钠溶液，反应的离子方程式为              。
（3）步骤⑤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是_________（写名称）。
（4）上述工艺中，步骤⑥不能省略，理由是________      _。
（5）准确称取所制备的氯化亚铜样品mg，将其置于过量的FeCl₃溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用amol/L的K₂Cr₂O₇溶液滴定到终点，消耗K₂Cr₂O₇溶液bmL，反应中Cr₂O₇^2-被还原为Cr³⁺，样品中CuCl的质量分数为__________。

高纯六水氯化锶晶体(SrCl₂·6H₂O)具有很高的经济价值，工业上用难溶于水的碳酸锶（SrCO₃）为原料(含少量钡和铁的化合物等)，制备高纯六水氯化锶晶体的过程为：

已知： Ⅰ. SrCl₂·6H₂O 晶体在61℃时开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。
Ⅱ.有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH表：

氢氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2
开始沉淀的pH	1.5	6.5
沉淀完全的pH	3.7	9.7

（1）操作①加快反应速率的措施有                              (写一种)。碳酸锶与盐酸反应的离子方程式                            。
（2）酸性条件下，加入30% H₂O₂溶液，将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，其离子方程式为          。
（3）在步骤②-③的过程中，将溶液的pH值由1调节至4时，宜用的试剂为_______。
A．氨水     B．氢氧化锶粉末     C． 氢氧化钠     D．碳酸钠晶体
（4）操作③中所得滤渣的主要成分是             (填化学式)。
（5）步骤④的操作是               、                 。
（6）工业上用热风吹干六水氯化锶，适宜的温度是     。
A．50~60℃      B．70~80℃       C．80~100℃       D．100℃以上