高中化学晶格能的应用填空题

近年，为提高能利用率，西方提出共生理念——为提高经济效益，人类生产活动尽可能多功能化．共生工程将会大大促进化学工业的发展．
（1）由于共生工程的应用，利用发电厂产生的SO₂制成自发电池，其电池反应方程式为：2SO₂＋O₂＋2H₂O＝2H₂SO₄，该电池电动势为1.06V．实际过程中，将SO₂通入电池的         极（填“正”或“负”），负极反应式为       ．用这种方法处理SO₂废气的优点是     ．
（2）以硫酸工业的SO₂尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料，可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质．合成路线如下：

①生产中，向反应Ⅱ中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质，其目的是         ．
②下列有关说法正确的是                 (填序号)。

A．反应Ⅰ中需鼓入足量空气，以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙

B．反应Ⅲ中发生反应的化学方程式为CaSO4＋4C CaS＋4CO↑

C．反应Ⅳ需控制在60～70℃，目的之一是减少碳酸氢铵的分解

D．反应Ⅴ中的副产物氯化铵可用作氮肥

③反应Ⅴ中选用了40%的乙二醇溶液做溶剂，温度控制在25℃，此时硫酸钾的产率超过90%，选用40%的乙二醇溶液做溶剂的原因是             ．
④（NH₄)₂SO₃可用于电厂等烟道气中脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统．写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式           ．

CaCl₂常用于冬季道路除雪，建筑工业的防冻等，实验室常用作干燥剂。工业上常用大理石（含有少量Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺等杂质）来制备。下图为实验室模拟其工艺流程：

已知：常温下，溶液中的Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺以氢氧化物形式完全沉淀的pH分别为：3.7，4，9.7。
（1）反应Ⅰ中，需将大理石粉碎、搅拌，同时适当加热，其目的是：        。写出反应Ⅰ中主要反应的离子方程式：       。
（2）上述使用盐酸的浓度为10%，若用37%的浓盐酸来配制500mL的此盐酸所需的玻璃仪器有：玻璃杯、量筒、烧杯、胶头滴管、       。
（3）反应Ⅱ中的离子方程式：             。
（4）反应Ⅲ中必须控制加入Ca(OH)₂的量，使溶液的pH约为8.0，此时沉淀a的成分为：     ，若pH过大，则可能发生副反应的离子方程式：                。

（I）阅读下面信息，推断元素，按要求回答问题：

信息	问题
①短周期元素X、Y、Z、W，原子序数依次增大， 最外层电子数均不少于最内层电子数	⑴仅针对信息①，X一定不是 A．氢  B.碳C．氧 D．硫
②一定条件下，上述四种元素的单质均能与足量的氧气反应，生成的氧化物有两种能溶于稀硫酸，三种能溶于浓NaOH，氧化物的相对式量都大于26	⑵这四种元素含有铝元素吗?                        。
③上述四中元素的单质的混合物，加入足量的盐 酸溶液，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过 量的烧碱溶液，最终溶液中有白色沉淀	⑶白色沉淀的化学式为    。
④在W的最价氧化对应的水化合的含氧酸钠盐溶液中，加过量的盐酸能生成白色沉淀。	⑷生成白色沉淀的离子方程式为                         。
⑤X与W同主族	⑸X的最高价氧化物的电子式为      。

（II）已探明我国锰矿储量占世界第三位，但富矿仅占6.4%，每年尚需进口大量锰矿石。有人设计了把我国的贫菱锰矿（MnCO₃含量较低）转化为高品位“菱锰矿砂”（MnCO₃含量高）的绿色工艺。该工艺流程如下图所示：

已知焙烧反应①的化学方程式：（NH₄）₂SO₄＋MnCO₃MnSO₄＋2NH₃↑＋CO₂↑＋H₂O。
（1）写出反应②的离子方程式_______________________________________。
（2）上述工艺流程中，可以循环利用的物质有（NH₄）₂SO₄、____________、__________。从物料平衡角度看，理论上生产过程中_________（填“需要”或者“不需要”）添加（NH₄）₂SO₄。

废旧显示屏玻璃种含有SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂、FeO等物质。某课题小组以此玻璃粉末为原料，制得Ce(OH)₄和硫酸铁铵矾[Fe₂(SO₄)₃·(NH₄)₂SO₄·24H₂O]，流程设计如下：

已知：Ⅰ.酸性条件洗，铈在水溶液中有Ce³⁺、Ce⁴⁺两种主要存在形式，Ce⁴⁺有较强氧化性；
Ⅱ.CeO₂不溶于稀硫酸，也不溶于氢氧化钠溶液。
回答以下问题：
（1）反应②中过氧化氢的作用是                   。
（2）反应③的离子方程式是                                 。
（3）已知有机物HT能将Ce³⁺从水溶液中萃取出来，该过程可表示为：
2 Ce³⁺（水层）+6HT(有机层) ≒2 CeT₃ (有机层) +6H⁺（水层）
从平衡角度解释：向CeT₃（有机层）加入硫酸获得较纯的含Ce³⁺的水溶液的原因是                。
（4）硫酸铁铵矾[Fe₂(SO₄)₃·(NH₄)₂SO₄·24H₂O]广泛用于水的净化处理，其净水原理用离子方程式解释是                                 。
（5）相同物质的量浓度的以下三种溶液中，铵根离子浓度由大到小的顺序是                     。
a．Fe₂(SO₄)₃·(NH₄)₂SO₄·24H₂O      b．(NH₄)₂SO₄    c．(NH₄)₂CO₃
（6）用滴定法测定制得的Ce(OH)₄产品纯度。

若所用硫酸亚铁溶液在空气中露置一段时间后再进行滴定，则测得该Ce(OH)₄产品的质量分数         。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)；称取14.00g硫酸铁铵样品，将其溶于水配制成100mL溶液，分成两等份，向其中一份加入足量氢氧化钠溶液，过量洗涤沉淀并烘干灼烧至恒重得到1.60g固体；向另一份溶液中加入0.5mol/L硝酸钡溶液100mL，恰好完全反应。则该硫酸铁铵的化学式为                  。

废钒催化剂的主要成分是V₂O₅、VOSO₄、K₂SO₄、SiO₂和Fe₂O₃等，现欲利用以下工艺流程回收V₂O₅。

回答下列问题：
（1） VOSO₄中，V元素的化合价为_______，①中产生的废渣的主要成分是_________。
（2）配平④中反应的离子方程式：

（3）25℃时，取样进行实验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下表：

试判断在实际生产时，⑤中加入氨水调节溶液的最佳pH为______________。
（4）生产时，将②中的酸性萃余液循环用于①中的水浸。在整个工艺流程中，可循环利用的物质还有________________。
（5）成品V₂O₅可通过铝热反应来制取金属钒，写出该反应的化学方程式：______________________________________。

磷酸盐骨水泥具有良好的生物相容性和生物活性。医药工业利用共沉淀原理，通过控制Ca/P物质的量比n(Ca)/n(P)]制备相应产品[Ca₅(PO₄)₃OH和Ca₃(PO₄)₂的n(Ca)/n(P)分别为1.67和15]流程如下：

(注：Ca₅(PO₄)₃OH和Ca₃(PO₄)₂和CaHPO₄均难溶于水；Ca(H₂ PO₄)₂溶液pH<7)
下表为n(Ca)/n(P)=1.5时，不同pH值制得滤饼的产率以及分析结果：

（1）流程中强调“滴加速度100mL/45min的作用是                              。流程中调pH选氨水，不选生石灰或石灰乳的理由是                             。
（2）从表中数据分析生成Ca₃(PO₄)₂时，“pH=x”中的x的最佳取值为   ，滤饼的化学成分Ca₅(PO₄)₃OH、Ca₃(PO₄)₂和CaHPO₄和             。
（3）酸性条件下产率偏低的原因是                                        。
（4）“高温煅烧”滤饼，化学反应方程式为                                   。
（5）如图是生产羟基磷灰石时得到的实验曲线，依据图上信息计算磷的初始浓度为0.70mmol/L，pH=10.0条件下反应前10min内磷的沉淀速率为      。

软锰矿（主要成分为MnO₂）可用于制备锰及其化合物。
（1）早期冶炼金属锰的一种方法是先煅烧软锰矿生成Mn₃O₄，再利用铝热反应原理制得锰，该铝热反应的化学方程式为              。
（2）现代冶炼金属锰的一种工艺流程如下图所示：

下表为t℃时，有关物质的pK_sp（注：pK_sp =－lgK_sp）。

物质	Fe(OH)3	Cu(OH)2	Ca(OH)2	Mn(OH)2	CuS	CaS	MnS	MnCO3
pKsp	37.4	19.32	5.26	12.7	35.2	5.86	12.6	10.7

软锰矿还原浸出的反应为：12MnO₂ + C₆H₁₂O₆ + 12H₂SO₄＝12MnSO₄ + CO₂↑+18H₂O
①该反应中，还原剂为__________。写出一种能提高还原浸出速率的措施：              。
②滤液1的pH              （填“＞”、“＜”或“＝”）MnSO₄浸出液的pH。
③加入MnF₂的主要目的是除去                （填Ca²⁺、Fe³⁺或Cu²⁺）
（3）由MnSO₄制取MnCO₃
往MnSO₄溶液中加入过量NH₄HCO₃溶液，，该反应的离子方程式为_____________________；若往MnSO₄溶液中加入(NH₄)₂CO₃溶液，还会产生Mn(OH)₂，可能的原因有：MnCO₃(s) + 2OH^－(aq)Mn(OH)₂(s) + CO₃^2-(aq)，t℃时，计算该反应的平衡常数K＝               （填数值）。

CrCl₃是化学合成中的常见物质，三氯化铬易升华，在高温下能被氧气氧化，碱性
条件下能被H₂O₂氧化为Cr(Ⅵ)。制三氯化铬的流程如图。

（1）重铬酸铵分解产生的三氧化二铬（Cr₂O₃难溶于水）需用蒸馏水洗涤的原因         
如何用简单方法判断其已洗涤干净       
（2）已知CCl₄沸点为57.6℃，为保证稳定的CCl₄气流，适宜的加热方式是           
（3）用下图装置制备CrCl₃时，主要步骤包括：①将产物收集到蒸发皿中；②加热反应管至400℃，开始向三颈烧瓶中通人氮气，使CCl₄蒸气经氮气载人反应室进行反应，继续升温到650℃；③三颈烧瓶中装入150mLCCl₄，并加热CCl₄，温度控制在50～60℃之间；④反应管出口端出现了CrCl₃升华物时，切断加热管式炉的电源；⑤停止加热CCl₄，继续通人氮气；⑥检查装置气密性。正确的顺序为：       

（4）已知反应管中发生的主要反应有：Cr₂O₃ + 3CCl₄ → 2CrCl₃ + 3COCl₂，因光气剧毒，实验需在通风橱中进行，并用正丙醇处理COCl₂，生成一种含氧酸酯（C₇H₁₄O₃）。
用正丙醇处理尾气的化学方程式为                                              
（5）样品中三氯化铬质量分数的测定
称取样品0.4000g，加水溶解并定容于250mL容量瓶中。移取25.00mL于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中，加热至沸后加入1gNa₂O₂，充分加热煮沸，适当稀释，然后加入过量的2mol/LH₂SO₄至溶液呈强酸性，此时铬以Cr₂O₇^2-存在，再加入1.1gKI，密塞，摇匀，于暗处静置5分钟后，加入1mL指示剂，用0.0250mol/L硫代硫酸钠溶液滴定至终点，平行测定三次，平均消耗标准硫代硫酸钠溶液24.00mL。
已知：Cr₂O₇^2-+6I^－+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O，2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI。
①该实验可选用的指示剂名称为          
②移入碘量瓶的CrCl₃溶液需加热煮沸，加入Na₂O₂后也要加热煮沸，其主要原因是       
③样品中无水三氯化铬的质量分数为         

利用含锰废水（主要含Mn²⁺、SO₄^2-、H⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Cu²⁺）可制备高性能磁性材料碳酸锰（MnCO₃）。其中一种工业流程如下：

已知某些物质完全沉淀的pH值如下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Cu(OH)2	Mn(OH)2	CuS	MnS	MnCO3
沉淀完全时的PH	3.7	5.2	6.4	9.8	≥0	≥7	≥7

回答下列问题：
（1）若下列物质均能把Fe²⁺氧化为Fe³⁺，则过程①中可选择加入的氧化剂是        。
a．Cl₂         b．MnO₂      c．浓HNO₃     d．H₂O₂   
（2）过程②中，所得滤渣的成分是        。
（3）过程③中，搅拌的目的是       ，发生反应的离子方程式是        。
（4）过程④中，若生成的气体J可使澄清石灰水变浑浊，则生成MnCO₃反应的离子方程式是___________。
（5）由MnCO₃可制得重要的催化剂MnO₂，MnCO₃ +O₂ → MnO₂ + CO₂。
现在空气中加热 460.0 g的MnCO₃，得到332.0 g产品，若产品中杂质只有MnO，则该产品中MnO₂的质量分数是       。（摩尔质量/g·：MnCO₃ 115   MnO₂ 87  MnO 71）

【化学一选修2：化学与技术】(15分）纳米材料二氧化钛(TiO₂)具有很高的化学活性，可做性能优良的催化剂。
（1）工业上二氧化钛的制备是：
Ⅰ.将干燥后的金红石（主要成分TiO₂，主要杂质SiO₂)与碳粉混合装人氯化炉中，在髙温下通人Cl₂，制得混有SiCl₄杂质的TiCl₄。
Ⅱ.将混有SiCl₄杂质的TiCl₄分离，得到纯净的TiCl₄。
Ⅲ.在TiCl₄中加水、加热，水解得到沉淀TiO₂•xH₂O。
Ⅳ.TiO₂•xH₂O高温分解得到TiO₂。
①TiCl₄与SiCl₄在常温下的状态是         。Ⅱ中所采取的操作名称         。
②如实验IV中，应将TiO₂•xH₂O放在       (填仪器编号）中加热。

（2）据报道“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO₂，TiO₂受太阳光照射后，产生的电子被空气或水中的氧获得，生成H₂O₂，其过程大致如下：
．O₂ → 2O
．O + H₂O → 2OH(羟基)
．OH + OH → H₂O₂
① b中破坏的是        (填“极性共价键”或“非极性共价键”）。
② H₂O₂能清除路面空气中的C_XH_Y、CO等，其主要是利用了H₂O₂的       _(填“氧化性”或“还原性”）。
（3）过氧化氢是重要的化学试剂，它的水溶液又称为双氧水，常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液，准确测定了过氧化氢的含量。请填写下列空白：
①取10．00mL密度为g/mL的过氧化氢溶液稀释至250mL。取稀释后的过氧化氢溶液25．00mL至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释，作被测试样。用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数配平及化学式填写在方框里。
MnO₄^- +        H₂O₂ +        H⁺ ="="      Mn²⁺ +       H₂O +      
②滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入         （填“酸式”或“碱式”）滴定管中。滴定到达终点的现象是                          。
③重复滴定三次，平均耗用cmol/L KMnO₄标准溶液VmL，则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为              。
④若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果          （填“偏髙”或“偏低” 或“不变”）。

在元素周期表中，铝在硼的正下方，它们有很多相似的化学性质，可以形成许多组成和性质类似的化合物。单质硼可以通过硼镁矿Mg₂B₂O₅·H₂O来制取。

（1）写出步骤①的化学方程式                         ，
（2）写出步骤②的离子方程式                         ，
（3）写出表示溶液a物料守恒的关系                    ；
（4）步骤③中加入稀H₂SO₄的作用是                   ；
（5）将制得的粗硼在一定条件下反应全部生成BI₃，BI₃热分解可以得到纯净的单质硼。0．25 g粗硼制成的BI₃分解得到的I₂全部被收集后，用2.00 mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定，达到滴定终点时消耗27.00 mL Na₂S₂O₃溶液。（已知：I₂+2S₂O₃^2－2I^－+S₄O₆^2－）
①滴定过程中所用的指示剂为         ，滴定终点的现象是                ；
②粗硼中硼的含量为____          ；
（6）利用硼砂晶体（Na₂B₄O₇•10H₂O）可制备过硼酸钠，它是一种优良的漂白剂，被广泛应用于洗衣粉、漂白粉、洗涤剂中。已知纯净的过硼酸钠晶体中各元素的物质的量之比为以n（Na）：n（B）：n（H）：n（O）=1：1：n：7。取过硼酸钠晶体在70℃以上加热将逐步失去结晶水，测得固体质量随温度的变化如图所示，则乃时所得晶体的化学式为             ，请写出简要的解题过程。

[化学—选修2：化学与技术]银、铜均属于重金属，从银铜合金废料中回收银并制备含铜化合物产品的工艺如图所示：

（1）熔炼时被氧化的元素是      ，酸浸时反应的离子方程式为      。为提高酸浸时铜元素的浸出率及浸出速率，酸浸前应对渣料进行处理，其处理方法是      。
（2）操作a是      ，固体B转化为CuAlO₂的过程中，存在如下反应，请填写空白处：
CuO+       Al₂O₃      +       ↑。
（3）若残渣A中含有n mol Ag，将该残渣全部与足量的稀HNO₃置于某容器中进行反应，写出反应的化学方程式     。为彻底消除污染，可将反应中产生的气体与V L（标准状况）空气混合通入水中，则V至少为      L（设空气中氧气的体积分数为0．2）。
（4）已知2Cu⁺Cu+Cu²⁺，试分析CuAlO₂分别与足量盐酸、稀硝酸混合后，产生现象的异同点      。
（5）假设粗银中的杂质只有少量的铜，利用电化学方法对其进行精炼，则粗银应与电源的      极相连，当两个电极上质量变化值相差30．4g时，则两个电极上银质量的变化值相差      g。

金属钛（Ti）因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料，被誉为“未来金属”。以钛铁矿（主要成分FeTiO₃，钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下，回答下列问题：

（1）钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO₄，反应中无气体生成。副产品甲俗称“绿矾”其化学式是________________。
（2）上述生产流程中加入Fe屑的目的是                  （用离子方程式表示），检验副产品甲是否变质的实验方法是                                           。
（3）上述生产流程中所得到的金属钛中混有少量杂质，可加入     溶解后除去。
（4）溶液Ⅰ中含有Fe²⁺、TiO²⁺和少量Mg²⁺等阳离子。常温下，其对应氢氧化物的Ksp如下表所示。

氢氧化物	Fe（OH)2	TiO(OH)2	Mg(OH)2
Ksp	8.0×10^-16	1.0×10^-29	1.8×10^-11

①常温下，若所得溶液中Mg²⁺的物质的量浓度为0.0018mol/L，当pH等于_________时，Mg(OH)₂开始沉淀。
②若将含有Fe²⁺、TiO²⁺和Mg²⁺的溶液加水稀释，立即析出大量白色沉淀，写出该反应的离子方程式：__________________________________________________________________
（5）Mg还原TiCl₄过程中必须在1070K的温度下进行，你认为还应控制的反应条件是__________________________
（6）在800--1000℃时电解TiO₂也可制得海绵钛，装置如图所示。图中b是电源的______极，阴极的电极反应式________________。

稀土元素是周期表中Ⅲ B族钪、钇和镧系元素的总称，它们都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价为+3。其中钇（Y）元素是激光和超导的重要材料。
我国蕴藏着丰富的钇矿石（ Y₂ FeBe₂Si₂O₁₀），以此矿石为原料生产氧化钇（Y₂O₃）的主要流程如下：

已知：
I．有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表：

	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe^3+	2．7	3．7
Y^3+	6．0	8．2

   Ⅱ．在周期表中，铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似。
（1）钇矿石（Y₂ FeBe₂Si₂O₁₀）的组成用氧化物的形式可表示为          。
（2）欲从Na₂ SiO₃和Na₂BeO₂的混合溶液中制得Be(OH)₂沉淀。则
①最好选用盐酸、     （填字母代号）两种试剂，再通过必要的实验操作方可实现。
a．NaOH溶液    b．氨水    c．CO₂气    d．HNO₃
②写出Na₂BeO₂与足量盐酸发生反应的离子方程式：               ：必要的实验操作应是                。
（3）为使Fe³⁺沉淀完全，须用氨水调节pH =a，则a应控制在      的范围内；继续加氨
水调节pH =b发生反应的离子方程式为                ，溶液中Fe³⁺完全沉淀的判定标准是                  。
（4）写出草酸钇[Y₂(C₂O₄)₃．Nh₂O]煅烧的化学方程式              。

某种碳酸锰矿的主要成分有MnCO₃、MnO₂、FeCO₃、MgO、SiO₂、Al₂O₃等。已知碳酸锰难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰，流程如下：

阴离子膜法电解装置如图所示：

（1）写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式                               。
（2）在浸出液里锰元素只以Mn²⁺的形式存在，且滤渣中也无MnO₂，请解释原因                                         .
（3）已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：

加氨水调节溶液的pH等于6，则滤渣的成分是                             ，滤液中含有的阳离子有H+和                       。
（4）电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向，则A电极是    极。实际生产中，阳极以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为                     。
（5）该工艺之所以采用阴离子交换膜，是为了防止Mn²⁺进入阳极区发生副反应生成MnO₂造成资浪费，写出该副反应的电极反应式                                  。