高中化学晶格能的应用试题

硼及其化合物在工业生产中应用广泛。用硼镁矿（主要成分Mg₂B₂O₅.H₂O）采用碳铵法生产硼酸主要流程如下：

（1）硼镁矿焙烧时需要粉碎，其目的是        。硼镁矿焙烧过程中只生成两种物质，写出化学方程式                    。
（2）硼酸溶解度如下所示，从NH₄H₂BO₃溶液获得硼酸晶体蒸发浓缩、冷去结晶、过滤、洗涤、干燥获得硼酸晶体。洗涤过程中需要用        （填“冷水”或“热水”），你的理由是                    。

（3）测得硼酸晶体纯度的试验方法是，取0．5000g样品与锥形瓶中，加甘油和刚冷却的废水，微热使样品溶解，迅速冷却至室温，加酚酞指示剂，用NaOH标准溶液滴定至15．80ml时，溶液恰好显粉红色且半分钟不褪色。
已知：每1．00mlNaOH滴定液相当于30．92mg的H₃BO₃
①迅速冷却锥形瓶中溶液的方法是                    ；
②滴定实验中加入甘油的目的                        ；
③测该样品中H₃BO₃的质量分数为                    ；

(15分)KMnO₄是常用的强氧化剂，工业上以软锰矿（主要成分MnO₂）为原料，通过液相法生产，即在碱性条件下用氧气氧化MnO₂得到K₂MnO₄，分离后得到K₂MnO₄，再用惰性材料为电极电解K₂MnO₄溶液得到KMnO₄，简略生产过程如下：

（1）反应器中反应的化学方程式为：                      。
（2）生产过程中最好使用含MnO₂80%以上的富矿，因为MnO₂含量最低的贫矿中Al、Si的氧化物含量较高，会导致KOH消耗量      (填“偏高”或“偏低”)，其中Al的氧化物和KOH溶液反应的化学方程式为：                         。
（3）电解槽中阳极的电极反应方程式为：              ；
（4）在传统工艺中得到K₂MnO₄后，向其中通入CO₂制备KMnO₄，化学反应方程式为:3K₂MnO₄＋2CO₂＝2KMnO₄+ MnO₂+ 2K₂CO₃根据上述反应，从Mn元素的角度考虑KMnO₄的产率最高为     。与该传统工艺相比，电解法的优势是             。
（5）测定高锰酸钾样品纯度的方法是：向高锰酸钾溶液中滴加硫酸锰溶液产生黑色沉淀，反应的离子方程式             。
（6）已知常温下K_SP﹝Mn(OH)₂﹞=2.0×10^-23,工业上调节PH沉淀废水中的Mn²⁺，当pH＝10时，
c（Mn²⁺）＝                mol/L。

钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料。工业以草酸盐共沉淀法获得草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C₂O₄)₂·4H₂O]，煅烧可获得钛酸钡粉体。

（1）酸浸时发生的反应的离子方程式为                             ；为提高BaCO₃的酸浸率，可采取的措施为                  （任答一点）。
（2）配制TiCl₄溶液时，通常将TiCl₄溶于浓盐酸，目的是                       。
（3）加入H₂C₂O₄溶液时，发生反应的化学方程式为                           ；
可循环使用的物质X是     。
（4）煅烧得到BaTiO₃的同时，生成高温下的气体产物有CO、   和    。

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         。

某工厂对工业生产钛白粉产生的废液进行综合利用，废液中含有大量FeSO₄、H₂SO₄和少量Fe₂（SO₄）₃、TiOSO₄，可用于生产颜料铁红和补血剂乳酸亚铁。其生产工艺流程如下：

已知：①TiOSO₄可溶于水，在水中可以电离为Ti0²⁺和SO₄：
②TiOSO₄水解的反应为：
请回答：
（1）步骤①所得滤渣的主要成分为______________________________。
（2）步骤③硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为__________________。
（3）步骤④需控制反应温度低于35℃，其目的是___________________。
（4）步骤④反应的离子方程式是__________________________________。
（5）已知：，试用平衡移动原理解释步骤⑤生成乳酸亚铁的原因_________________________________________________________。
（6）溶液B常被用于电解生产（NH₄）₂S₂0₈（过二硫酸铵）。电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为_____________________________________。
（7）Fe³⁺对H₂O₂的分解具有催化作用。利用下图（a）和（b）中的信息，按图（c）装置（连通的A、B瓶中已充有NO₂气体）进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_________（填“深”或“浅”），其原因是_________________________________。

亚氯酸钠（NaClO₂）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：①NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂•3H₂O。
②纯ClO₂易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10％以下安全。
③160 g/L NaOH溶液是指160 gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L。
（1）160 g/L NaOH溶液的物质的量浓度为         。
（2）发生器中鼓入空气的作用可能是      （选填序号）。
a．将SO₂氧化成SO₃，增强酸性；   
b．稀释ClO₂以防止爆炸；
c．将NaClO₃氧化成ClO₂
（3）吸收塔内的反应的化学方程式为                 。吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是                        。
（4）在碱性溶液中NaClO₂比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是                                  。
（5）吸收塔中为防止NaClO₂被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除H₂O₂外，还可以选择的还原剂是       （选填序号）。
a．Na₂O₂          b．Na₂S          c．FeCl₂
（6）从滤液中得到NaClO₂•3H₂O粗晶体的实验操作依次是    （选填序号）。
a．蒸馏    
b．蒸发   
c．灼烧  
d．过滤   
e．冷却结晶
要得到更纯的NaClO₂•3H₂O晶体必须进行的操作是       （填操作名称）。

软锰矿的主要成分为MnO₂，还含有Fe₂O₃、MgO、Al₂O₃、CaO等杂质，工业上用软锰矿制取MnSO₄·H₂O的流程如下：

已知：Fe³⁺、Al³⁺、Mn²⁺和Mg²⁺以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、10.4、12.4；温度高于27℃时，MnSO₄的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
（1）“浸出”过程中MnO₂转化为Mn²⁺的离子方程式为________。
（2）“浸出”过程中Fe₂O₃转化为Fe³⁺和Fe²⁺，相关反应的离子方程式为________。
（3）“滤渣1”的主要成分是__________，“调pH至5～6”所加的试剂是_________（填“石灰水”或“稀硫酸”）。
（4）根据下表数据，选择“第2步除杂”所加的物质A（由一种阳离子和一种阴离子组成），物质A的化学式为________。

阴离子 Ksp 阳离子	CO3^2^－	F^－	OH^－
Ca^2+	5.0×10^－^9	1.5×10^－^10	4.7×10^－^6
Mg^2+	3.8×10^－^6	7.4×10^－^11	5.6×10^－^12
Mn^2+	2.2×10^－^11	5.3×10^－^3	2.1×10^－^13
Zn^2+	1.2×10^－^10	3.0×10^－^2	6.9×10^－^17

（5）采用“趁热过滤”操作的原因是________。

2014年，长沙市首条城市地铁正式营运，在其工程建设中用量最大的硅酸盐材料是

A．钢筋

B．水泥

C．玻璃

D．陶瓷

高温焙烧含硫废渣会产生SO₂废气，为了回收利用SO₂，研究人员研制了利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO₂）吸收SO₂，并制备硫酸锰晶体的生产流程，其流程示意图如下：

已知，浸出液的pH<2，其中的金属离子主要是Mr1²⁺，还含有少量的Fe²⁺、Al³⁺等其他金属离子。有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见下表：

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe^2+	7.6	9.7
Fe^3+	2.7	3.7
Al^3+	3.8	4.7
Mn^2+	8.3	9.8

请回答下列问题：
（1）高温焙烧：在实验室宜选择的主要仪器是                                。
（2）写出氧化过程中主要反应的离子方程式：                                。
（3）在氧化后的液体中加入石灰浆，并调节溶液pH，pH应调节的范围是             。
（4）滤渣的主要成分有__________。
（5）工业生产中为了确定需要向浸出液中加入多少MnO₂粉，可准确量取l0．00 mL浸出液用0．02mol/L酸性KMnO₄溶液滴定，判断滴定终点的方法是____；若达滴定终点共消耗l0．00 mL酸性KMnO₄溶液，请计算浸出液中Fe²⁺浓度是                  。
（6）操作a的具体过程________。

工业上生产高氯酸（沸点：90^oC）时还生产了亚氯酸钠，其工艺流程如下：

（1）冷却过滤的目的是降低NaHSO₄的               ，并分离出NaHSO₄晶体。
（2）反应器2中发生反应的离子方程式为             ，SO₂的作用是作              剂。
（3）上述工业生产高氯酸的化学反应为:3NaClO₃+3H₂SO₄（浓）=3NaHSO₄+HClO₄+2ClO₂+H₂O，氧化产物与还原产物的物质的量之比为                  。
（4）可以通过蒸馏滤液的方法得到高氯酸的原因可能是高氯酸的沸点比较     （填“高”或“低”），容易从溶液中逸出，循环使用的物质是               。

实验室里用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量、等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（），其过程如下：

请回答下列问题：
（1）过程①中，和、反应的化学方程式是______________。
（2）过程②中产生的气体会对大气造成污染，可选用下列试剂中的_________吸收（填字母）。
a．浓    b．蒸馏水     c．溶液      d．浓硝酸
（3）过程③中，需要加入的物质名称是_____________。
（4）过程④中的实验操作是__________________________。
（5）过程⑥中，将溶液Z加热到70~80℃，目的是__________________________。
（6）实验室为测定所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验。①用天平称取样品；②将样品溶于足量盐酸后，加入足量的氯化钡溶液；③过滤、洗涤、干燥，称量，得固体质量为3.495g。若该聚铁主要成分为，则该聚铁中铁元素的质量分数为_____________（精确至0.01%）。

实验室中，用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe₂O₃、FeO、SiO₂等)为原料制备高纯氧化铁(a—Fe₂O₃₎的步骤如下：

回答下列问题：
（1）上述实验中，加入铁粉的作用是____________。(用离子方程式表示)实验中检验溶液x中的离子是否与铁粉完全反应的试剂是____________溶液
（2）实验室欲用18.4 mol·L^-1的浓硫酸配制100 mL5.0mol·L^-1的硫酸溶液，所用仪器除胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒外，还有_________(填写仪器名称)；
（3）某同学用下图所示装置实现向溶液Y中通入NH₃和CO₂

①上述装置的中，仪器a的名称是_______；装置B的作用是____________________。
②圆底烧瓶内放置的固体药品为________(填化学式)；试管内发生反应的化学方程式为__________。
③甲、乙、丙三位同学分别用上述装置进行实验，装置C的试剂瓶内溶液体积相等。
若甲、乙两同学实验中，通入的NH₃和CO₂的物质的量之比分别为2：l和l：l，恰好完全反应后，溶液中水的电离程度a_甲________(填“>”“=”或“<”)a_乙。
若丙同学未用装置D，则反应后溶液中离子浓度间的关系为[H⁺]+[NH₄⁺]=_______。

(16分)用含有A1₂O₃、SiO₂和少量FeO·xFe₂O₃的铝灰制备A1₂(SO₄)₃·18H₂O。工艺流程如下(部分操作和条件略)：

已知：一定条件下，MnO₄可与Mn²⁺反应生成MnO₂
（1）稀H₂SO₄溶解Al₂O₃的离子方程式是__________________。
（2）已知：生成氢氧化物沉淀的pH如下表(注：金属离子的起始浓度为0.1mol·L^-1)

	Al(OH)3	Fe(OH)2	Fe(OH)3
开始沉淀时	3.4	6.3	1.5
完全沉淀时	4.7	8.3	2.8

上述流程中，加入过量KMnO₄溶液的作用是________________________。(用离子方程式表示)
（3）向滤渣B中加入浓盐酸并加热，能说明沉淀中存在MnO₂现象是____________。
上述流程中加入MnSO₄体的目的是_______。操作a由一系列操作组成，分别是_____、___、过滤。
（4）若用沉淀溶解平衡原理分析，操作a能析出A1₂(SO₄)₃·18H₂O的原因是①_______②________。

（选考）【化学—选修2：化学与技术】
近年来，为提高能源利用率，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＋4CCaS＋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                     。

酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下

（1）步骤①中Cu₂(OH)₂CO₃发生反应的化学方程式为                。
（2）在步骤③发生的反应中，1mol MnO₂转移2mol 电子，该反应的离子方程式为      。
（3）该小组为测定黄铵铁矾的组成，进行了如下实验：
a．称取4.800 g样品，加盐酸完全溶解后，配成100.00 mL溶液A；
b．量取25.00 mL溶液A，加入足量的KI，用0.2500 mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液进行滴定
（反应方程式为I₂＋2Na₂S₂O₃＝2NaI＋Na₂S₄O₆），消耗30.00 mLNa₂S₂O₃溶液至终点。
c．量取25.00 mL溶液A，加入足量的NaOH溶液充分反应后，过滤、洗涤、灼烧得红色粉末0.600g。
d．另取25.00 mL溶液A，加足量BaCl₂溶液充分反应后，过滤、洗涤、干燥得沉淀1.165 g。
①用Na₂S₂O₃溶液进行滴定时，滴定到终点的颜色变化为                   。
②通过计算确定黄铵铁矾的化学式（写出计算过程）。