高中化学晶格能的应用填空题

(15分)氯化亚铜（CuCl）是有机合成工业中应用较广泛的催化剂，它是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化。从酸性电镀废液（主要含Cu²⁺、Fe³⁺）中制备氯化亚铜的工艺流程图如下：

请回答下列问题：
（1）电镀污泥的主要成分是                      （写化学式）；
（2）酸浸时发生反应的离子方程式是                          ；
（3）析出CuCl晶体时的最佳pH在        左右；
（4）铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为：
                                                       ；
（5）析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，然后真空干燥、冷却，密封包装。真空干燥，密封包装的目的是                             。

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[Fe(OH)SO4]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如下表：

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

 
回答下列问题：
（1）反应I溶液中存在的金属阳离子有__________________。
（2）加入NaHCO3的目的是调节pH，使溶液中的______（填“Fe3+”、“Fe2+”或“A13+”）沉淀。该工艺流程中“搅拌”的作用是_____________。
（3）反应II的离子方程式为__________。在实际生产中，反应II常同时通入O2以减少NaNO2的用量，O2与NaNO2在反应中均作为________。若参与反应的O2有11.2L(标准状况)，则相当于节约NaNO2物质的量为__________。
（4）碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe(OH)]2＋离子，可部分水解生成[Fe2(OH)4]2＋聚合离子。该水解反应的离子方程式为__________________________。

多晶硅被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl₄为主，它对环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl₄水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成份为BaCO₃，且含有铁、镁等离子）制备BaCl₂·2H₂O，工艺流程如下：

已知：常温下Fe³⁺、Mg²⁺完全沉淀的pH分别是：3.4、12.4。
（1）SiCl₄水解反应的化学方程式为_________________________________________________。过滤操作需要的玻璃仪器有_________________________________。
（2）加钡矿粉调节pH=7的作用是________________________、_______________________。
（3）加20% NaOH调节pH=12.5，得到滤渣A的主要成分是_______________________。
（4）BaCl₂滤液经__________、_________、过滤、洗涤，再经真空干燥后得到BaCl₂·2H₂O。
（5）10吨含78.8 % BaCO₃的钡矿粉理论上最多能生成BaCl₂·2H₂O_________吨。实际产量为9.70吨，相对误差为__________________%。

Ⅰ.现代工业常以氯化钠为原料制备纯碱，部分工艺流程如下：
 k+s-5#
已知NaHCO₃在低温下溶解度较小。反应Ⅰ为：NaCl+CO₂+NH₃+H₂ONaHCO₃↓+NH₄Cl，处理母液的两种方法如下：
（1）向母液中加入石灰乳，可将其中________循环利用。
（2）向母液中通入NH₃，加入细小的食盐颗粒并降温，可得到NH₄Cl晶体。试写出通入NH₃后，溶解度较小的酸式碳酸盐转变为溶解度较大的碳酸盐的离子方程式 _____________________________。
Ⅱ.某化学小组模拟“侯氏制碱法”，以NaCl、NH₃、CO₂和水等为原料以及下图所示装置制取NaHCO₃，然后再将NaHCO₃制成Na₂CO₃。

（1）装置丙中冷水的作用是                      ；
（2）由装置丙中产生的NaHCO₃制取Na₂CO₃时，需要进行的实验操作有_______、洗涤、灼烧。NaHCO₃转化为Na₂CO₃的化学方程式为             ；
（3）若在（2）中灼烧的时间较短，NaHCO₃将分解不完全，该小组对一份加热了t₁ min的NaHCO₃  样品的组成进行了以下探究。取加热了t₁ min的NaHCO₃样品29.6 g完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌。随着盐酸的加入，溶液中有关离子的物质的量的变化如图所示。则曲线a对应的溶液中的离子是___________（填离子符号下同）；曲线c对应的溶液中的离子是___________；该样品中NaHCO₃和Na₂CO₃的物质的量之比是           ；

（4）若取21.0 g NaHCO₃固体，加热了t₂ rnin后，剩余固体的质量为l4.8 g。如果把此剩余固体全部加入到200 mL 2 mol•L^—1的盐酸中，则充分反应后溶液中H⁺ 的物质的量浓度为____________（设溶液体积变化忽略不计）

钯(Pd)的性质与铂相似。工业上从废催化剂（主要成分是钯和活性炭，还含有少量铁、锌）中回收钯，采用如下流程：

请回答下列问题：
（1）酸溶I的目的是__________________________________。
（2）①酸溶Ⅱ时残渣与王水在加热条件发生的主要反应是：
3Pd +12HCl + 2HNO₃ 3H₂PdCl₄ + 2NO↑+ 4H₂O
写出催化剂中另一主要成分与浓硝酸反应的化学方程式：_________________。
②酸溶Ⅱ需控制温度不宜过高，除了控制一定反应速率外，其原因可能还有
_____________________________。
③若用足量的烧碱吸收气体，请写出吸收后溶液中含有的溶质的化学式：NaOH、NaNO₂、___________、___________。
（3）使用甲醛还原钯的化合物时，溶液须保持碱性，否则会造成甲醛的额外损耗，原因是_________。
（4）操作I的名称是_______________，溶液I可能含有的有机离子为________________。
（5）有人提出，在进行酸溶前最好先将废催化剂在700℃下进行灼烧，同时不断通入空气，
其目的是______________________________________________________。

已知：BaSO₄(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s)工业上以重晶石矿（主要成分BaSO₄，杂质为Fe₂O₃、SiO₂）为原料，通过下列流程生产氯化钡晶体（BaCl₂·nH₂O）。

回答下列问题：
（1）不溶物A的化学式是_________；若在实验室进行焙烧时，所产生的气体的处理方法是       
a.用NaOH溶液吸收       b.用浓硫酸吸收      c.点燃
（2）用单位体积溶液中所含的溶质质量数来表示的浓度叫质量-体积浓度，可以用g/L表示,现用38%的浓盐酸配制含溶质109.5g/L的稀盐酸500mL,所需要的玻璃仪器除了玻璃棒还有                           。
（3）沉淀反应中所加的试剂R可以是下列试剂中的                
a.NaOH溶液    b.BaO固体      c.氨水       d.生石灰
证明沉淀已经完全的方法是________________________________________________________。
（4）设计一个实验确定产品氯化钡晶体（BaCl₂·nH₂O）中的n值，完善下列实验步骤：
①称量样品②_______ ③置于_________（填仪器名称）中冷却 ④称量 ⑤恒重操作。
恒重操作是指____________________________________________                   _；
第③步物品之所以放在该仪器中进行实验的原因是                                  。
（5）将重晶石矿与碳以及氯化钙共同焙烧，可以直接得到氯化钡，该反应的化学方程为
BaSO₄+ 4C+CaCl₂4CO + CaS+ BaCl₂。请你完善下列从焙烧后的固体中分离得到氯化钡晶体的实验流程的设计（已知硫化钙不溶于水，易溶于盐酸）。

（方框内填写操作名称）

硫酸法是现代氧化铍或氢氧化铍生产中广泛应用的方法之一, 其原理是利用预焙烧破坏铍矿物（绿柱石—3BeO· Al₂O₃·6SiO₂及少量FeO等）的结构与晶型, 再采用硫酸酸解含铍矿物, 使铍、铝、铁等酸溶性金属进入溶液相, 与硅等脉石矿物初步分离, 然后将含铍溶液进行净化、除杂, 最终得到合格的氧化铍（ 或氢氧化铍） 产品, 其工艺流程如右图。

已知：（1）铝铵矾的化学式是NH₄Al（SO₄）₂·12H₂O
（2）铍元素的化学性质与铝元素相似
根据以上信息回答下列问题：
（1）熔炼物酸浸前通常要进行粉碎，其目的是：
（2）“蒸发结晶离心除铝”若在中学实验室中进行，完整的操作过程是______________洗涤、过滤。
（3）“中和除铁”过程中“中和”所发生反应的离子方程式是__________________，用平衡原理解释“除铁”的过程___________________________。
（4）加入的“熔剂”除了流程中的方解石外，还可以是纯碱、石灰等。其中, 石灰具有价格与环保优势, 焙烧时配料比（ m石灰/ m绿柱石） 通常控制为1：3, 焙烧温度一般为1400℃—1500℃ 。若用纯碱作熔剂，SiO₂与之反应的化学方程式是__________________________，若纯碱加入过多则Al₂O₂、BeO₂也会发生反应，其中BeO与之反应的化学方程式是_______________________，从而会导致酸浸时消耗更多硫酸，使生产成本升高，结合离子方程式回答成本升高的原因___________________________。

(15分)铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al₂O₃和冰晶石（Na₃AlF₆）混合熔融电解制得．
①铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等。从铝土矿中提炼Al₂O₃的流程如图1所示：

图1

图2
②以萤石（CaF₂）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如图2所示：
回答下列问题：
（1）写出反应1的化学方程式                     ；                      。
（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是______，反应2的离子方程式为______；
（3）E可作为建筑材料，化合物C是______，写出由D制备冰晶石的化学方程式______；
（4）电解制铝的化学方程式是______，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是______。

工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：

完成下列填空：
（1）粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂)，写出A、B的化学式。
A                      、B                       。
（2）碳酸化后发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）向母液      （选填图中字母）中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有　　　　
A．增大NH4＋的浓度，使NH4Cl更多地析出
B．使NaHCO3更多地析出
C．使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度
（4）不用其它试剂，检查副产品NH4Cl是否纯净的方法及操作是　                                                     .
（5）Xg纯碱产品(含有碳酸氢钠)充分加热分解后，质量减少了Yg，则纯碱样品中碳酸氢钠的质量分数可表示为                         。
（6）有人以硫酸钠和焦炭、石灰石在高温下进行煅烧，再浸取，结晶而制得纯碱。反应的化学方程式为_________ __                            （已知产物之一为CaS）；

亚氯酸钠（NaClO₂）是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO₂的主要流程如下。

（1）双氧水的结构式为：           ;Ⅰ中发生反应的还原剂是　　　　　（填化学式）。
（2）Ⅱ中反应的离子方程式是　　　　　                      　　　 。
（3）A的化学式是　　　　　　　 ，装置Ⅲ中A在　　　　　　　 极区产生。
（4）ClO₂是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备。
①写出该反应的化学方程式　　　　　　　
②研究表明：若反应开始时盐酸浓度较大，则气体产物中有Cl₂，用离子方程式解释产生Cl₂的原因　　　　　　                       　
（5）NaClO₂变质可分解为NaClO₃和NaCl。取等质量变质前后的NaClO₂试样均配成溶液，分别与足量FeSO₄溶液反应时，消耗Fe²⁺的物质的量　　　    (填相同、不相同或无法判断)

某亚硝酸钠生产厂采用硝酸为原料，其生产原理是NO＋NO₂＋2NaOH===2NaNO₂＋H₂O。工艺流程如下

（1）分解塔中填有大量的瓷环，其目的是：_____________________________。
（2）按一定计量比在反应塔中通SO₂和喷入硝酸，若反应后生成的NO与NO₂物质的量之比恰好1∶1，则分解塔中发生反应的化学方程式为： ____________________________。试从产物产率的角度分析该反应中硝酸的浓度不宜过大或过小的原因是_____________________________________，若硝酸浓度过高，吸收塔中可能发生的副反应化学方程式为_____________________________________________。
（3）通入一定量的N₂的目的是： ___________________________________。
（4）吸收塔中尾气如何再利用：_______________________________________。

亚氯酸钠（NaClO₂）主要用于棉纺、造纸业的漂白剂，也用于食品消毒、水处理等，亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：

（1）提高“反应l”反应速率的措施有________________________（写出一条即可）。
（2）“反应2”的氧化剂是_____________，该反应的化学方程式为__________________。
（3）采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”，原因是__________________。
（4）从“母液”中可回收的主要物质是__________________________。
（5）“冷却结晶”后经______________（填操作名称）即可获得粗产品。

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

活性ZnO俗称锌白，能改进玻璃的化学稳定性，可用于生产特种玻璃。工业上由粗锌ZnO（含FeO、CuO等）制备ZnO，采取酸浸入、净化除杂、中和沉淀、干燥等步骤，工艺如下：

（1）该流程中物质X可以是下列中的 （ ）

A．ZnO

B．NaOH

C．Zn（OH）2

D．Na2CO3

（2）已知ZnO为两性氧化物，与氢氧化钠溶液反应可生成可溶性的锌酸盐（ZnO₂^2-),写出反应的离子方程式                ；
（3）写出加入H₂O₂时发生反应的离子方程式         ；
（4）加入Zn后，过滤所得的滤渣有              ；
（5）上述流程中多次用到了过滤操作，请写出过滤时用到的玻璃仪器：          ；
（6）检验滤液A中溶质的阴离子的方法是              。
（7）取碱式碳酸锌水合物6.82g，溶于盐酸中生成二氧化碳448mL（标况下），溶解过程消耗氯化氢0.12摩尔，若该碱式盐中氢元素的质量分数为1.76%，试推测该碱是碳酸锌水合物的化学式是                   。

【化学、选修2--化学与技术】TiO₂用途非常广泛，工业上用钛铁精矿（FeTiO₃）提炼TiO₂的工艺流程如下：

（1）写出硫酸酸浸溶解钛铁精矿的离子方程式                    ，酸浸时为了提高浸出率，可以采取的措施有                (任写二种)。
（2）钛铁精矿酸浸后冷却、结晶得到的副产物A为      ，结晶析出A时，为保持较高的酸度不能加水，其原因可能为       。
（3）滤液水解时往往需加大量水稀释同时加热，其目的是             。
（4）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是                    。
（5）工业上将TiO₂和炭粉混合加热氯化生成的TiCl₄，然后在高温下用金属镁还原TiCl₄得到金属钛，写出TiO₂制备Ti的化学方程式：             ,            。