高中化学晶格能的应用试题

磁材氧化铁的化学名称是氧化铁（Fe₂O₃），它是电子、电信工业的磁性材料，工业上采用生产钛白粉的下脚料（含大量FeSO₄的废液）为原料来制备磁材氧化铁。

已知:煅烧中的化学反应方程式为：FeCO₃ → FeO + CO₂↑，4FeO + O₂ → 2Fe₂O₃
（1）用98%的H₂SO₄的配制500mL的20%的H₂SO₄，所需玻璃仪器是                   

A．玻璃棒

B．烧杯

C．漏斗

D．250mL容量瓶

E．500mL容量瓶         F．胶头滴管
（2）浓缩结晶后得到的晶体是                （填化学式），A中溶质是            ；此溶液中各
离子的浓度比较大小为：                                      。
（3） 20%H₂SO₄和铁皮的作用分别是                             。
（4）检验滤液中含有NH₄⁺的方法是                              。
（5）写出步骤“合成”中发生的化学变化（用化学方程式表示）：                    。

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                  。

(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______。

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                   。

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）Ⅰ、Ⅲ中发生反应的还原剂分别是           、            （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。写出该制备反应的化学方程式                       。
（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”，“不同”或“无法判断”）

二氧化锗一般由四氯化锗水解制得，被广泛用于制作高纯金属锗、化工催化剂及电子器件等。现以含锗烟尘(主要含GeO₂、SiO₂和ZnO)为原料可制备GeO₂，其工艺流程图如下：

已知；GeO₂是两性氧化物；GeCl₄易水解，沸点为86.6 ℃。
（1）第①步滤渣的主要成分有_       （填化学式），第④步操作所需的玻璃仪器为锥形瓶、牛角管、温度计、酒精灯、冷凝管和_       。
（2）第③步萃取时，锗的萃取率与（水相和有机相的体积比）的关系如图所示，从生产成本角度考虑，较适宜的的值为_       。

（3）第④步加入盐酸的作用_                            （答两点即可）。
（4）第⑤步反应的化学方程式是_                            。
（5）检验GeO₂·nH₂O是否洗涤干净的操作是_

辉铜矿是冶炼铜的重要原料。
（1）工业上冶炼粗铜的某种反应为：Cu₂S+O₂=2Cu+SO₂①当产生标况下11.2L气体时，转移电子数目为           ；
②将粗铜进行电解精炼，粗铜应与外电源的             极相接；若精炼某种仅含杂质锌的粗铜，通电一段时间后测得阴极增重ag，电解质溶液增重bg，则粗铜中含锌的质量分数为                 ；
（2）将辉铜矿、软锰矿做如下处理，可以制得碱式碳酸铜：

① 步骤I中用稀硫酸浸取矿石，为提高浸取率可采取的措施有      （任写一种）。
② 步骤Ⅱ中调节浸出液pH=3.5的作用是                               ；
③ 步骤Ⅰ中发生如下3个反应，已知反应Ⅰ中生成的硫酸铁起催化作用。请写出反应Ⅲ的化学方程式。
Ⅰ．Fe₂O₃+3H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃+3H₂O
Ⅱ．Cu₂S+ Fe₂(SO₄)₃ = CuSO₄+CuS+2FeSO₄
Ⅲ．                                    。
④步骤Ⅱ中，碳酸氢铵参与反应的离子方程式为                        。

下列物质与其用途完全符合的有（   ）
①Na₂CO₃—制玻璃；  ②SiO₂—太阳能电池；  ③Na₂SiO₃—木材防火剂；  ④NH₃—制冷剂；
⑤Al₂O₃—焊接钢轨；  ⑥NaClO—消毒剂、漂白织物    ⑦Fe₂O₃—红色油漆或涂料

A．4个

B．5个

C．6个

D．7个

镍是有机合成的重要催化剂。某化工厂有含镍催化剂废品（主要成分是镍，杂质是铁、铝单质及其化合物，少量难溶性杂质）。某学习小组设计如下流程利用含镍催化剂废品制备硫酸镍晶体：

几种难溶碱开始沉淀和完全沉淀的pH：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Ni(OH)2
开始沉淀	3.8	2.7	7.6	7.1
完全沉淀	5.2	3.2[来	9.7	9.2

 
回答下列问题：
（1）溶液①中含有金属的离子是              。
（2）用离子方程式表示加入双氧水的目的                                       。
（3）操作b调节溶液范围为3.2~7.1，其目的是           ，固体②的化学式为         。
（4）操作a和c需要共同的玻璃仪器是                  。上述流程中，防止浓缩结晶过
程中Ni²⁺水解的措施是                              。
（5）如果加入双氧水量不足或“保温时间较短”，对实验结果的影响是                   。
设计实验证明产品中是否含“杂质”：                         。（不考虑硫酸镍影响）
（6）取2.000 g硫酸镍晶体样品溶于蒸馏水，用0.2000 mol•L^-1的EDTA（Na₂H₂Y）标准溶液滴定至终点，消耗EDTA标准溶液为34.50 mL。反应为Ni²⁺+H₂Y^2-＝NiY^2-+2H⁺。计算样品纯度为         。（已知，NiSO₄•7H₂O相对分子质量为281，不考虑杂质反应）。

某化学兴趣小组设计如下流程，从酸性工业废液（含H⁺、A1³⁺、Mg²⁺、Cr³⁺、SO₄^2-）中提取铬。

有关数据如下表：

回答下列问题：
（1）步骤①所得滤液可用于制取MgSO₄·7H₂O，酸性工业废液中加入适量氧化铝的作用是_  ___。
（2）若酸性废液中c(Mg²⁺)=0.lmol·L^-l，为达到步骤①的实验目的，则废液的pH应保持在             范围（保留小数点后l位）。
（3）步骤②中生成NaCrO₂的离子方程式为___                      _    。
（4）步骤④中反应的离子方程式为_____                       。
（5）步骤⑤在空气中充分灼烧的目的是              ，可选用的装置是__________（填序号）。

（6）用如图所示装置制取铬酸钠(Na₂CrO₄)，回答相关问题。

①a是电源的_____________极，阳极的电极反应式为______________。
②若电解一段时间后阴极收集到标准状况下的气体3.36 L，则理论上可制得___________g铬酸钠(忽略反应2CrO₄^2-(aq)+ 2H⁺(aq）Cr₂O₇^2-(aq)+ H₂O（1）的影响）

苯酚和丙酮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/℃
异丙苯	120	0.8640	153
丙酮	58	0.7898	56.5
苯酚	94	1.0722	182

回答下列问题：
（1）在反应器A中通入的X是        。
（2）反应①和②分别在装置          和           中进行（填装置符号）。
（3）在分解釜C中加入的Y为少置浓硫酸，其作用是______，优点是用量少，缺点是_____。
（4）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            。
（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． CaCO    C． NaHCO       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            。

锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO₂）、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi⁺+xe^- = Li_xC₆。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。

回答下列问题：
（1）LiCoO₂中，Co元素的化合价为           。
（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式                      。
（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式          ；可用盐酸代替H₂SO₄和H₂O₂的混合液，但缺点是                           。
（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式                       。
（5）充放电过程中，发生LiCoO₂与Li_1-xCoO₂之间的转化，写出放电时电池反应方程式          。
（6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是       。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有                （填化学式）。

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___________________。

氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO₃，含少量FeCO₃)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：

（1）MgCO₃与稀硫酸反应的离子方程式为                        。
（2）加入H₂O₂氧化时，发生反应的化学方程式为                               。
（3）滤渣2的成分是                          （填化学式）。
（4）煅烧过程存在以下反应：
2MgSO₄+C2MgO+2SO₂↑+CO₂↑
MgSO₄+C MgO+SO₂↑+CO↑
MgSO₄+3CMgO+S↑+3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。

①D中收集的气体可以是              (填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是              (填字母)。
a、NaOH溶液  b、Na₂CO₃溶液   c、稀硝酸 d、KMnO₄溶液
③ A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，写出该反应的离子方程式：                            。

硼镁泥主要成份是MgO(占35％)，还有CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质。从硼镁泥中提取MgSO₄·7H₂O的流程如下：

已知：NaClO与Mn²⁺反应产生MnO₂沉淀．

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Fe（OH）2
开始沉淀pH	2.3	4.0	7.6
完全沉淀pH	4.1	5.2	9.6

根据题意回答第（1）～（5）题：
（1）在酸解过程中，欲加快酸解时的化学反应速率，请提出两种可行的措施：        、        。
（2）加入的NaClO可与Mn²⁺反应：Mn²⁺ + ClO^－ + H₂O ＝ MnO₂↓ + 2H⁺ + Cl^－，还有一种离子也会被NaClO氧化，并发生水解，该反应的离子方程式为                               。
（3）滤渣的主要成份除含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃、MnO₂外，还有        。
（4）已知MgSO₄、CaSO₄的溶解度如下表：

温度（℃）	40	50	60	70
MgSO4	30.9	33.4	35.6	36.9
CaSO4	0.210	0.207	0.201	0.193

“除钙”是将MgSO₄和CaSO₄混合溶液中的CaSO₄除去，根据上表数据，简要说明操作步骤是蒸发浓缩，           。“操作I”是将滤液继续蒸发浓缩，冷却结晶，        __________    ，便得到了MgSO₄·7H₂O。
（5）实验中提供的硼镁泥共100 g，得到的MgSO₄·7H₂O为172.2 g，计算MgSO₄·7H₂O的产率为         。