高中化学晶格能的应用填空题

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         。

活性Fe₃O₄为黑色固体，有磁性，其不溶于水、碱和酒精、乙醚等有机溶剂中， Fe₃O₄在潮湿的空气中或高温下易被O₂氧化。工业上利用锈蚀废铁为原料，利用共沉淀法制备活性Fe₃O₄（或写为FeO·Fe₂O₃）的流程如下：

（1）在制备过程中将块状固体原料粉碎磨成粉末，作用是                     。
（2）设计合理的实验方案证明Fe₃O₄与盐酸反应的产物中含有Fe²⁺、Fe³⁺，简述实验操作步骤和实验现象                                                             。
（可供选择的试剂：KSCN溶液、还原铁粉、氯水、酸性高锰酸钾溶液）
（3）假如在反应池中几乎没有气体产生，在合成池里所有铁元素转化为Fe₃O₄，则根据相关反应可知，配料中心很可能使混合物中的Fe₂O₃与Fe物质的量之比接近于      。
（4）在一次制备Fe₃O₄的实验中，由于配料中心反应物比例控制不当，获得了另一种产品Fe_xO_y。取一定量该产品溶于足量盐酸中，还需通入标准状况下224 mLCl₂才能把溶液中的Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，然后把所得溶液滴加足量NaOH溶液，将沉淀过滤、洗涤、蒸干，灼烧至恒重，得8 g固体。计算该产品的化学式。(请写出计算过程)

某厂用含有少量杂质FeCl₂的CuCl₂溶液制备纯净的CuCl₂·2H₂O晶体, 为降低成本且不造成空气污染，拟定实验步骤如下：

一些金属氢氧化物沉淀的PH

金属离子	PH
开始沉淀	沉淀完全
Fe^2+	7.6	9.6
Fe^3+	2.7	3.7
Cu^2+	4.4	4.6

化学试剂价格表

回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ中，将Fe²⁺转化为Fe³⁺最好选用下列氧化剂中的________（填字母）。
A．H₂O₂       B．NaClO     C．KOH       D．Cl₂
该反应的离子方程式为____________________________________________。
（2）在步骤Ⅱ中，①加入Y的目的是为了调节溶液的酸度以促使Fe³⁺沉淀完全，Y可以选用下列物质中的________________（填字母）；
A．NaOH                         B．CuO         C．Cu（OH）₂    D．Cu₂（OH）₂CO₃
②江河入海口处易形成沙洲的原因是江水中的胶粒遇海水中的电解质发生聚沉。将步骤Ⅱ中沉淀经过适当步骤制成胶体后，再逐滴加入稀硫酸可能看到的现象是_________。
（3）步骤Ⅲ应控制的实验条件是 ________________________                。

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”)。

TiO₂既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。
（1）实验室利用反应TiO₂（s）+CCl₄（g）TiCl₄（g）+CO₂（g），在无水无氧条件下制备TiCl₄，实验装置示意图如下：

有关物质性质如下表

物质	熔点/℃	沸点/℃	其他
CCl4	-23	76	与TiCl4互溶
TiCl4	-25	136	遇潮湿空气产生白雾

仪器A的名称是         ，装置E中的试剂是              。反应开始前依次进行如下操作：组装仪器、             、加装药品、通N₂一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括：①停止通N₂ ②熄灭酒精灯 ③冷却至室温。正确的顺序为          （填序号）。欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是                 。
（2）工业上由钛铁矿（FeTiO₃）(含Fe₂O₃、SiO₂等杂质)制备TiO₂的有关反应包括：

90℃

酸溶   FeTiO₃（s）+2H₂SO₄（aq）==FeSO₄（aq）+ TiOSO₄（aq）+ 2H₂O（l）

水解   TiOSO₄（aq）+ 2H₂O（l）==  H₂TiO₃（s）+H₂SO₄（aq） 
简要工艺流程如下：

①试剂A为    。钛液Ⅰ需冷却至70℃左右，若温度过高会导致产品TiO₂收率降低，原因是         。
②取少量酸洗后的H₂TiO₃，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H₂O₂后出现微红色，说明H₂TiO₃中存在的杂质离子是        。这种H₂TiO₃即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO₂也会发黄，发黄的杂质是          （填化学式）。

孔雀石主要含Cu₂(OH)₂CO₃，还含少量铁的化合物和硅的化合物。以孔雀石为原料可制备CuCl₂·3H₂O及纯碱，流程如图所示。

已知：溶液A只含Cu^2＋、Fe^2＋、Fe^3＋三种金属离子，且三种离子沉淀时的pH如表所示。回答下列问题。

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
氢氧化物安全沉淀	3.2	9.0	6.7

 
（1）E、H的化学式依次为        、        。
（2）图中“试剂1”若为H₂O₂，它在流程中的具体作用为                        。
（3）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CuCl₂·3H₂O，需要经过蒸发浓缩、           、过滤、洗涤、干燥等操作，洗涤CuCl₂·3H₂O晶体需要的主要玻璃仪器有烧杯、              。

焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）常用作食品漂白剂。其制备工艺流程如下：

已知：反应Ⅱ包含2NaHSO₃Na₂S₂O₅＋H₂O等多步反应。
（1）实验室制取氨气的化学方程式：          。
（2）反应I的化学方程式为：          。
（3）“灼烧”时发生反应的化学方程式：          。
（4）已知Na₂S₂O₅与稀硫酸反应放出SO₂，其离子方程式为：          。
（5）副产品X的化学式是          。
（6）为了减少产品Na₂S₂O₅中杂质含量，需控制反应Ⅱ中气体与固体的物质的量之比约为     。检验产品中含有碳酸钠杂质所需试剂是    （填编号）
①酸性高锰酸钾       ②品红溶液       ③澄清石灰水  
④饱和碳酸氢钠溶液   ⑤NaOH          ⑥稀硫酸

高纯碳酸锰广泛应用于电子工业，是制造高性能磁性材料的主要原料。新工艺采用工业冶铜后的废气SO₂进行湿法浸取软锰矿（主要含MnO₂，同时含有少量SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃）来制备。（已知亚硫酸酸性强于碳酸）
①将过量的SO₂气体通入软锰矿浆中进行“浸锰”操作，并控制温度加热反应；
②向浸锰结束后的滤液中加入MnO₂、同时通入空气，再用Na₂CO₃溶液调节pH为3.7后
过滤分离；
③调节滤液pH值为6.5～7.2 ，然后加入NH₄HCO₃ ，有浅红色的沉淀生成，过滤洗涤干燥后就可以得到高纯碳酸锰。
工业流程图如下：


已知生成氢氧化物的pH如下表：

物质	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mn(OH)2
开始沉淀pH	2.7	7.6	8.3
完全沉淀pH	3.7	9.6	9.8

请根据题中有关信息回答问题：
（1）“浸锰”后所得混合液中主要存在的金属阳离子有                    。
（2）由图可知，副反应MnSO₄+ SO₂  MnS₂O₆的△H       0（填＞、＜或＝），为减少MnS₂O₆的生成，“浸锰”的适宜温度是                                  。
（3）步骤②中加入MnO₂和通入空气的作用                                   。
（4）③中控制温度为60~70℃，温度不宜太高的原因是                         。
（5）与传统的电解法制MnCO₃工艺相比较，新工艺的优点是            （写两点）。

硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣，主要化学成分为SiO₂(约45%)、Fe₂O₃(约40%)、Al₂O₃(约10%)和MgO(约5%)。某同学设计了如下方案，分离样品中各种金属元素。请回答下列问题。

（1）写出溶液B的溶质是            。
（2）参照以下框的形式进一步完成“溶液C”到“Al₂O₃”的流程（注明试剂、条件和操作）。

（3）为了分析某硫酸渣中铁元素的含量，先将硫酸渣预处理，把铁元素还原成 Fe²⁺，再用KMnO₄标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定。
①判断到达滴定终点的现象是            。
②某同学称取2.000g硫酸渣，预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移到25.00mL试样溶液，用0.0050mol·L^-1KMnO₄标准溶液滴定，达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00mL，则残留物中铁元素的质量分数是               。

蛇纹石因其花纹似蛇皮而得名，某地蛇纹石大约含MgO38%，另外除了含SiO₂外，还含有CaO、Fe₂O₃、Al₂O₃等氧化物，由蛇纹石矿制备MgO的工艺流程如下。

（1）写出酸浸过程中的一个离子方程式                                           。若在实验室进行酸浸过程，需要的仪器有烧杯、              。
（2）沉淀I的成分是        （写化学式）。写出它的一个用途                    。
（3）沉淀II的成分是                                    。
（4）从滤液中能回收的物质有                                                   。
（5）写出碱式碳酸镁700 ℃煅烧产生氧化镁的化学方程式                           。

麦秸杆、木屑等废料经干馏制燃料气过程中产生大量的废液，俗称木醋液（主要成分乙酸，还含少量的甲醇、苯酚、焦油等）。以木醋液与白云石（主要成分2MgCO₃·3CaCO₃，还含有SiO₂等杂质）等为原料，可制备出绿色环保型融雪剂CMA（醋酸钙、醋酸镁固体的混合物）。
CMA生产流程如下：

（1）步骤①发生反应的离子方程式为 ________________。
（2）滤渣1的主要成分为            （写化学式）；步骤②所得滤液常呈褐色，颜色除与木醋液中含有少量的有色焦油外，产生颜色的另一主要原因是            。
（3）步骤③是往滤液中加活性炭粉，可使滤液脱色，这是利用了活性炭具有          。
实验测知CMA中钙、镁离子的物质的量之比与出水率（与融雪效果成正比）的关系如图。

（4）由图知，当CMA中n(Ca²⁺)∶n(Mg²⁺)约为            时融雪的效果最好。（选填字母）
a．1∶2         b．3∶7          c．2∶3
步骤④的目的主要是                          ，                        。
（5）步骤⑥包含的操作有              、过滤、洗涤及干燥。

硫酸亚锡(SnSO₄)是一种重要的硫酸盐，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．SnCl₂易水解生成碱式氯化亚锡[Sn(OH)Cl]。
回答下列问题：
（1）锡元素在周期表中位于第五周期，与碳元素位于同一主族，则锡元素的原子的核电荷数为_______。
（2）操作Ⅰ是_________、冷却结晶________、洗涤、干燥。。
（3）SnCl₂粉末需加浓盐酸进行溶解，请用平衡移动原理解释原因___________________________。
（4）加入Sn粉的作用有两个：①调节溶液pH，②__________________________。
（5）酸性条件下，SnSO₄还可以作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是___________。
（6）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）：
①将试样溶于盐酸中，发生的反应为：Sn + 2HCl=SnCl₂ + H₂↑；
②加入过量的FeCl₃；
③用已知浓度的K₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺，发生的反应为：
6FeCl₂ + K₂Cr₂O₇ + 14HCl =6FeCl₃ + 2KCl + 2CrCl₃ +7H₂O
取1.19g 锡粉，经上述各步反应后，共用去0.100 mol/L K₂Cr₂O₇溶液32.0 ml。锡粉中锡的质量分数是___________________。

孔雀石主要含Cu₂(OH)₂CO₃，还含少量铁的化合物和硅的化合物。以孔雀石为原料可制备CuCl₂·3H₂O及纯碱，流程如下图。

且知：溶液A只含Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺三种金属离子，且三种离子沉淀的pH如下表所示。回答下列问题：

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）孔雀石研磨的目的是                                                             。
（2）孔雀石的主要成分与足量稀硫酸反应的化学方程式为                                 。
（3）使用上图中“试剂1”的目的是将溶液中的Fe²⁺转化为Fe³⁺，试剂B宜选用    （填选项序号）。
A．酸性KMnO₄溶液        B．双氧水        C．浓硝酸          D．氯水
（4）加入CuO作用是调节溶液pH，使Fe³⁺转化为沉淀予以分离。则pH的范围为                。
（5）气体E、F与饱和食盐水作用生成H和G时，E和F应按一定先后顺序通入饱和食盐水中，其中，应先通入气体是                 （填代号及对应物质的化学式）。
（6）由溶液C获得CuCl₂·3H₂O，需要经过          、          、过滤等操作。
（7）已知：常温下Cu(OH)₂的Ksp=2×10^－20。计算Cu²⁺+2H₂OCu(OH)₂+2H⁺反应平衡常数        。

世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒，而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀
有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO₂的流程如下：

（1）ClO₂中所有原子_____________（填“是”或“不是”）都满足8电子结构。上图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，除去杂质气体可选用_________
A．饱和食盐水    B．碱石灰    C．浓硫酸    D．蒸馏水
（2）稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品，下列说法正确的是(   )
A．二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理
B．稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围
C．在工作区和成品储藏室内，要有通风装置和监测及警报装置
（3）欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备。化学反应方程式为_____________________________。缺点主要是产率低、产品难以分离，还可能污染环境。
（4）我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠（NaClO₂）反应制备，化学方程式是 ___________________，此法相比欧洲方法的优点是____________________________。
（5）科学家又研究出了一种新的制备方法，利用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液还原氯酸
钠，化学反应方程式为______________________________________________________。
此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是 _________________________________。

工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的某工艺流程如下图所示。钛铁矿主要成分
为钛酸亚铁( FeTiO₃)．其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。

完成下列填空：
（1）步骤②中，用铁粉将Fe^3＋转化为Fe^2＋的反应的离子方程式为____。
（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的____（填字母序号）。
a．熔沸点差异    b溶解性差异    c氧化性、还原性差异
（3）步骤②、③、④中，均需进行的操作是____（填操作名称）。
（4）可利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分MnO₂）反应生产硫酸锰，则反应的离子方程式为                
（5）利用下图装置，石墨作阳极，钛网作阴极，熔融CaF₂－CaO做电解质，可获得金属钙，钙再作为还原剂，可还原二氧化钛制各金属钛。

①阳极所发生的反应为________。
②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是____。
（6）_T业上用4.0吨钛铁矿制得1. 6吨的二氧化钛，则钛铁矿中钛元素的质量分数是____。
（假设生产过程中钛没有损失）