高中化学晶格能的应用填空题

医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙为原料（含量为97.5%A，含有少量Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺等杂质）生产医药级二水合氯化钙的主要流程如下：

（1）除杂操作时加入试剂A，调节溶液的pH为8.0～8.5，以除去溶液中少量的Al³⁺、Fe³⁺。试剂A可以选择 ________________________________。
a．Ca(OH)₂           b．NaOH         c．NH₃            d．Na₂CO₃
（2）检验溶液1中是否含Fe³⁺的方法是____________________________
（3）请指出下列操作的名称：操作1_______；操作2___________；请指出操作1中所用的玻璃仪器的名称_____________________。
（4）写出加入碳酸铵所发生的反应的离子方程式_____________；写出溶液2的一种用途_________。
（5）准确称取100 g工业碳酸钙粉末，通过上述方法理论上可以制得质量分数为99%的医药级二水合氯化钙的质量为____________。

工业上生产高氯酸（沸点：90°C）时还同时生产了亚氯酸钠，其工艺流程如下：

（1）实验室进行过滤操作的常用玻璃仪器有            。
（2）反应器I中的温度最佳为        （填序号）；操作②的名称为         。
A. 0°C ；          B. 20°C ；        C. 80°C ；          D. 120°C  
（3）反应器II中发生反应的离子方程式为              。
（4）加快反应器II中反应速率的措施有              （写出一种措施即可）等。从反应器II中获得NaClO₂  粗品的实验操作依次是        （填序号，下同），进一步提纯的操作名称为        。
A．过滤  B．重结晶  C．蒸馏  D．蒸发浓缩  E．蒸干灼烧  F．冷却结晶  G．萃取分液
（5）上述流程中可循环使用的物质为        ，副产品除NaClO₂、NaHSO₄外还有        （填化学式）。

某地煤矸石经预处理后含SiO₂(63%)、Al₂O₃(25%)、Fe₂O₃(5%)及少量钙镁的化合物等，一种综合利用煤矸石的工艺流程如下图所示。

（1）写出“酸浸”过程中主要反应的离子方程式(任写一个)：
                                                                  。
（2）物质X的化学式为________。“碱溶”时反应的离子方程式为_____________________________。
（3）已知Fe^3＋开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al^3＋开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。为了获得Al(OH)₃产品，从煤矸石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO₃一种试剂，后续的操作过程是                                ，再加入CaCO₃调节pH到5.4，过滤得到Al(OH)₃
（4）以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl₃饱和溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl₃·6H₂O晶体。结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：                                                                            。

某研究小组利用工业生产钛白粉产生的废液(含有大量的Fe^2＋、H^＋、SO₄^2—和少量的Fe^3＋、TiO^2＋)生产乳酸亚铁，其工艺流程如下：

(1)反应Ⅰ中，铁屑与TiO^2＋反应的离子方程式为2TiO^2＋＋Fe＋4H^＋2Ti^3＋＋Fe^2＋＋2H₂O，该反应的平衡常数表达式为K＝________。
(2)反应Ⅱ需控制反应温度低于35 ℃，其目的是________________，该反应的化学方程式是________________。检验溶液A中是否含Fe^2＋的实验操作方法是_________________________________________________________。
(3)已知：FeCO₃(s)Fe^2＋(aq)＋CO₃^2—(aq)，试用平衡移动原理解释反应Ⅲ中生成乳酸亚铁的原因______________________________________________。
(4)结晶过程必须控制在一定的真空度条件下进行，原因是_______________________________________________________。

用石灰乳、石灰氮(CaCN₂)和炼厂气(含H₂S)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的CS(NH₂)₂(硫脲)，其部分工艺流程如下：

(1)高温下，H₂S存在下列反应：2H₂S(g)2H₂(g)＋S₂(g)，其平衡常数表达式为K＝________________。
(2)用石灰乳吸收H₂S制取Ca(HS)₂需要在低温下进行，其原因是_____________________________________________________；
过滤得到的滤渣可再利用，滤渣的主要成分是________(填化学式)。
(3)合成硫脲需长时间搅拌，并在较高温度(80～85 ℃)下进行，其目的是_______________________________________。
Ca(HS)₂与CaCN₂在水溶液中合成硫脲的化学方程式为________________________________。
(4)化合物X与硫脲互为同分异构体，X加入FeCl₃溶液中，溶液显红色，X的化学式为________________。

(8分)高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产流程如下：

（1）配制KOH溶液时，是在每100 mL水中溶解61.6 g KOH固体（该溶液的密度为1.47 g/mL）， 它的物质的量浓度是　　　____mol/L。
（2）在溶液I中加入KOH固体的目的是    （填编号）．

A．与溶液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO

B．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率

C．为下一步反应提供碱性的环境

D．使副产物KClO3转化为KclO

（3）从溶液II中分离出K₂FeO₄后，还得到副产品KNO₃、KCl，写出③中反应的离子方程式：                                               。
（4）高铁酸钾（K₂FeO₄）与水反应时，生成红褐色胶体的同时释放出一种具有氧化性的气
体单质，请写出该反应的离子方程式：                                。

(14分)锆产业是极有发展潜力及前景的新兴产业，锆(Zr)元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆(ZrO2)可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石(ZrSiO4)，含Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质，生产锆流程之一如下：

试回答下列问题：
(1)写出上述流程中高温气化的反应方程式(碳转化成CO)：_______________________________________________。
(2)写出ZrOCl2·8H2O在900 ℃生成ZrO2的反应方程式： ______________ ______________________________________________。
(3)关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说法不正确的是________(单选)。

A．二氧化锆纳米陶瓷是新型无机非金属材料

B．1 nm＝10－10m

C．锆合金的硬度比纯锆要高

D．日本福岛核电站的爆炸可能是由锆合金在高温下与水蒸气反应产生的氢气

爆炸引起的
(4)一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的二氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。在熔融电解质中，O2－向________(填“正”或“负”)极移动。电池正极电极反应为__________________，负极电极反应为________________________________。

钴酸锂(LiCoO₂)锂离子电池是一种应用广泛的新型电源，实验室尝试利用废旧钴酸锂锂离子电池回收铝、铁、铜、钴、锂元素，实验过程如下：

(1)碱浸泡过程中，铝被溶解的离子方程式为__________________________
(2)滤液A中加入草酸铵溶液，使Co元素以CoC₂O₄·2H₂O沉淀形式析出。草酸钴是制备氧化钴及钴粉的重要原料。在空气中CoC₂O₄·2H₂O的热分解失重数据见下表，请补充完整表中的热分解方程式。

序号	温度范围/℃	热分解方程式	固体失重率
①	120～220		19.67%
②	280～310		56.10%

 
(3)过滤Li₂CO₃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：_____________________________________________________________
(4)最终所得的FeCl₃溶液可作净水剂，试结合离子方程式解释其净水原理________________________________________________________

【化学——选修2：化学与技术】丙酮和苯酚都是重要的化工原料，工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，其反应和工艺流程示意图如下：

相关化合物的物理常数

物质	相对分子质量	密度（g/cm^﹣3）	沸点/℃
苯酚	94	1.0722	182
丙酮	58	0.7898	56.5
异丙苯	120	0.8640	153

回答下列问题：
（1）反应①和②分别在装置      和      中进行（填装置符号）．
（2）反应②为      （填“放热”或“吸热”）反应．反应温度控制在50﹣60℃，温度过高的安全隐患是      ．
（3）在反应器A中通入的X是      ．
（4）在分解釜C中加入的Y为少量浓硫酸，其作用是     ，优点是用量少，缺点是      ．
（5）中和釜D中加入的Z最适宜的是      （填编号．已知苯酚是一种弱酸）
a．NaOH         b．CaCO₃        c．NaHCO₃       d．CaO
（6）蒸馏塔F中的馏出物T和P分别为      和      ，判断的依据是      ．
（7）用该方法合成苯酚和丙酮的优点是      ．

利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测。某工厂对制铬工业污泥中Cr（Ⅲ）回收与再利用工艺如下（硫酸浸液中金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺, Fe²⁺, Al³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺）

常温下部分阳离子的氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表：

阳离子	Fe^3+	Fe^2+	Mg^2+	Al^3+	Ca^2+	Cr^3+
开始沉淀时的pH	1.9	7.0	9.6	4.2	9.7	—
沉淀完全时的pH	3.2	9.0	11.1	8.0	11.7	9.0（>9.0溶解）

（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是                             （至少一条）
（2）调pH=4.0是为了除去                      （填Fe³⁺, Al³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺）
（3）钠离子交换树脂的原理为Mⁿ⁺  + n NaR → MR_n  +nNa⁺,被交换的杂质离子是                           （填Fe³⁺, Al³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺）
（4）试配平下列氧化还原反应方程式：
    Na₂Cr₂O₇   +   SO₂  +     H₂O  =     Cr(OH)(H₂O)₅SO₄ +    Na₂SO₄

丙酸的结构为CH₃—CH₂—COOH,丙酸盐是安全有效的防霉、防腐剂,一种以碱式碳酸锌为原料的生产工艺流程如下:

序号	n(丙酸)∶ n(碱式碳酸锌)	反应温度/℃	丙酸锌产率/%
1	1∶0.25	60	67.2
2	1∶0.25	80	83.5
3	1∶0.25	100	81.4
4	1∶0.31	60	89.2
5	1∶0.31	80	90.1
6	1∶0.31	100	88.8

 
(1)探究本实验中最佳工艺条件(见上表):反应时间2 h,用水量45 g,n(丙酸)∶n(碱式碳酸锌)=1∶,反应温度　　　　℃。 
(2)本工艺采用“闭路循环”方式,除具有制备工艺简便、产率高外,还具有　　　　　　　　　　　　　　　　　的优点。 
(3)某次实验时,将37.0 g丙酸溶于220 mL水中,按上述流程在上述优化的条件下制备,最终得丙酸锌49.6 g,则该次实验丙酸锌的产率为　　　　(写出计算过程)。 

我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出):

请填写下列空白:
(1)已知0.5 mol甲烷和0.5 mol水蒸气在t℃、p kPa时,完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气),吸收了a kJ热量。该反应的热化学方程式是　　　　　　。 
(2)上述流程中,工业上分离H₂、CO₂合理的方法是　　　。 

A．混合气先通入氢氧化钠溶液,再在溶液中加入盐酸

B．混合气加压冷却,使CO2液化

C．混合气用氨水洗涤

D．混合气先通入石灰浆中,然后高温煅烧固体

(3)为了保证顺利合成氨气,在空气进入合成塔之前必须对空气进行　　　　,目的是　　　　;在合成氨的实际生产过程中,常采取将生成的氨从混合气体中分离出来,分离出氨的方法:　　　　。 
(4)合理地利用资源不仅可以提高经济效益,也是对社会、对全人类负责的表现,请用线段和箭头画出图中的两处合理利用资源情况。

碱式硫酸铁[Fe(OH)SO₄]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：

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
开始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

（1）加入少量NaHCO₃的目的是调节pH在          范围内，使溶液中的       沉淀(写离子符号)。
（2）反应Ⅱ中加入NaNO₂的目的是               发生反应的离子方程式为                            
（3）在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，若参与反应的O₂有11.2 L（标准状况），则相当于节约NaNO₂的物质的量为           。
（4）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)²⁺离子，Fe(OH)²⁺可部分水解生成Fe₂(OH)₄²⁺ 聚合离子，该水解反应的离子方程式为                                                     
（5）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe²⁺及NO₃^－。为检验所得产品中是否含有Fe²⁺，应使用的最佳试剂为        。
A．溴水      B．KSCN溶液      C．NaOH溶液      D．酸性KMnO₄溶液

某兴趣小组用废铁泥（主要成分为Fe₂O₃、FeO和少量Fe）制备磁性Fe₃O₄纳米材料的流程示意图如下：

Fe

已知：R＝ ，步骤⑤中，相同条件下测得Fe₃O₄的产率与R的关系如图所示。

（1）步骤②中，主要反应的离子方程式是______。
（2）已知：Fe³⁺在pH＝2.8时沉淀完全； Fe²⁺在pH＝6.3时开始沉淀，在pH＝8.3时沉淀完全。
步骤③中，用NaOH溶液调pH至9，原因是______。
（3）浊液D中铁元素以FeOOH形式存在。步骤④中，反应的化学方程式是______。
（4）下列说法正确的是______（选填字母）。
a．步骤④中，当反应完成后需再加热一段时间
b．步骤⑤中，反应过程中需要不断补充碱液
c．步骤⑤恰好反应时，n(FeOOH)/n(Fe²⁺)="2:1"
d．当n(浊液D中FeOOH)/n(滤液B中的铁元素)=4/7时，Fe₃O₄的产率最高

磷酸铁（FePO₄）为难溶于水的米白色固体，可用于制备药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料。实验室利用钛铁矿（主要成分为FeTiO₃，含有少量MgO、CaO、SiO₂等杂质）制备磷酸铁和锂离子电池正极材料(LiFePO₄)的部分工业流程如图所示：

（1）富钛渣中的主要成分为TiO₂和      (填化学式)。煅烧得到LiFePO₄的化学方程式为     。
（2）在共沉淀步骤中加入H₂O₂的目的是让滤液中的Fe^2＋完全被H₂O₂氧化。
①反应的离子方程式为               。
②下列实验条件控制正确的是    (填序号)。

A．加入适当过量的H2O2溶液	B．缓慢滴加H2O2溶液并搅拌
C．加热，使反应在较高温度下进行	D．用氨水调节pH=7

（3）已知Ca²⁺、Mg²⁺和Fe³⁺离子形成磷酸盐的Ksp分别为2.0×10^-29、1.0×10^-24和9.9×10^-16，若溶液中三种金属阳离子的浓度均为0.1 mol·L^-1，则加入H₃PO₄时首先生成沉淀的化学式为    。
（4）制备LiFePO₄的过程中，理论上所需  17%双氧水与H₂C₂O₄·2H₂O的质量比为    。
（5）钛铁矿中钛含量的测定步骤为：
①还原。将含钛试样溶解于强酸溶液中，再加入铝片将TiO²⁺还原为Ti³⁺，并将Fe³⁺还原。反应装置如图所示，使用封闭漏斗的目的是    。

②滴定。取下封闭漏斗，向锥形瓶中加入2~3滴KSCN溶液，立即用FeCl₃标准溶液滴定至终点，记录读数。
③计算。下列操作会导致测定结果偏低的是    。
a．还原操作结束后铝片有剩余
b．还原操作结束后，反应液仍呈黄色
c．缓慢滴定，且剧烈振荡锥形瓶，但无溶液溅出