高中化学晶格能的应用试题

(15分)我国是氧化铝生产大国，工业上每生产1 t氧化铝将排出1～2 t赤泥，赤泥大量堆积会对环境造成严重污染。赤泥中主要成分及含量：CaO约占46%、SiO₂约占22%、Al₂O₃约占7%、Fe₂O₃约占11%、TiO₂约占5%及少量其他物质。
⑴一种利用废弃赤泥的方法是将赤泥配成一定的液固比，作为一种吸收剂，吸收热电厂排放的含SO₂的烟气，写出吸收SO₂时可能发生的化学反应方程式______________________。
⑵为综合利用赤泥中的各种成分，某科研小组设计了如下工艺流程：

已知：TiO₂不溶于稀盐酸、稀硫酸，能溶于浓硫酸生成TiOSO₄（硫酸氧钛，易水解）。
①氧化物D的化学式是_____________，原料A最好是下列物质中的____________。

A．氨水

B．氢氧化钠

C．生石灰

D．双氧水

②写出上述工艺中投入氢氧化钠时反应的离子方程式：
______________________________________________________。
③写出上述工艺中稀释时发生水解反应的化学方程式：
______________________________________________________。

草酸亚铁可用于合成锂电池的正极材料硅酸亚铁锂（Li₂FeSiO₄）等，其制备过程主要包括：
a．将硫酸亚铁铵【(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O】晶体溶于适量蒸馏水，加入适量稀硫酸酸化。
b．将上述溶液煮沸，逐滴加入H₂C₂O₄溶液，直至沉淀完全。
c．静置、倾去上层清液、过滤、洗涤、50℃以下烘干。试回答下列问题：
（1）配制(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O溶液时，需加入少量稀硫酸，目的是    ▲      。
（2）将制得的产品（FeC₂O₄·2H₂O）在氩气气氛中进行热重分析，结果如右图（TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数）。
① 则A-B发生反应的化学方程式为：                 ▲                。

② 精确研究表明，B-C实际是分两步进行的，每步释放一种气体，其中第一步释放的气体相对分子质量较第二步的小，试写出B-C两步反应的方程式：         ▲            、         ▲     ；
（3）Li₂CO₃、FeC₂O₄·2H₂O和SiO₂粉末均匀混合，在800℃.  
的氩气中烧结6小时，即可制成硅酸亚铁锂。①合成硅酸
亚铁锂的化学方程式为：             ▲        。
②该锂电池放电时的总反应式为LiFeSiO₄+Li=Li₂FeSiO₄， 
写出相应的电极反应式：
正极        ▲       、负极       ▲       。

无水AlCl₃易升华，可用作有机合成的催化剂等。工业上由铝土矿（A1₂O₃、Fe₂O₃）为原料制备无水AlCl₃的工艺流程如下。

（1）氯化炉中Al₂O₃、C1₂和C反应的化学方程式为       ▲       。
（2）用Na₂SO₃溶液可除去冷却器排出尾气中的Cl₂，此反应的离子方程式为    ▲     。
（3）升华器中主要含有AlCl₃和FeCl₃，需加入少量Al，其作用是     ▲     。
（4）为测定制得的无水AlCl₃产品（含杂质FeCl₃）的纯度，称取16.25 g无水AlCl₃样品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，残留固体质量为0.32 g。
①写出除杂过程中涉及的离子方程式         ▲        、         ▲       。
②AlCl₃产品的纯度为    ▲     。
（5）工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl₃工艺中，最后一步是由AlCl₃·6H₂O脱水制备无水AlCl₃，实现这一步的方法是   ▲  。

从柑橘中炼制萜二烯，下列有关它的推测，不正确的是

A．它不能使酸性高锰酸钾溶液褪色

B．常温下为液态，难溶于水

C．分子式为C10H16

D．与过量的溴的CCl4溶液反应后产物如图

化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。
I．氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行右图实验（图中所用电极均为惰性电极）：

（1）对于氢氧燃料电池中，下列表达不正确的是________       

A．a电极是负极，OH^－移向负极

B．b电极的电极反应为：O2＋2H2O＋4e^－＝4OH^－

C．电池总反应式为：2H2+O22H2O

D．电解质溶液的pH保持不变

E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
（2）上图装置中盛有100mL、0.1mol·L^—1AgNO₃溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL（标准状况下）时，则此时上图装置中溶液的pH＝________ （溶液体积变化忽略不计）

高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种新型、高效、多功能水处理剂，且不会造成二次污染。已知高铁酸盐热稳定性差，工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如下图所示：

（1）上述氧化过程中，发生反应的离子方程式是：                            ，控制反应温度30℃以下的原因是：                                          。
（2）结晶过程中加入浓KOH溶液的作用是：                                。
（3）根据图1、图2回答：为了获取更多的高铁酸钾，铁盐的质量分数应控制在       附近、反应时间应控制在                   。

(16分)纳米TiO₂在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。
（1）制备纳米TiO₂的方法之一是TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O，该水解反应的化学方程式为                                               。再经过滤、水洗除去其中的Cl^–，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO₂。检验TiO₂·xH₂O中Cl^–是否被除净的方法是                                                               。
（2）用氧化还原滴定法测定TiO₂的质量分数：一定条件下，将TiO₂溶解并还原为Ti³⁺，再以KSCN溶液作指示剂，用NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺。
请回答下列问题：
①配制NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液时，加入一定量H₂SO₄的原因是                   ；
②滴定终点的现象是                                                      。
③滴定分析时，称取TiO₂（摩尔质量为M g·mol^－1）试样w g，消耗c mol·L^－1 NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液V mL，则TiO₂质量分数表达式为                                   。
④下列操作对TiO₂质量分数测定结果的影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
若在配制标准溶液过程中，烧杯中的NH₄Fe(SO₄)₂溶液有少量溅出，使测定结果              。
若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，使测定结果                。

下列说法正确的是

A．因海水中含有镁元素，故不需经过化学变化就可以得到金属镁

B．从海水中可得到NaCl，电解熔融NaCl或其水溶液都可制得钠

C．乙烯、丙烯、甲烷等主要化工基本原料都可以由石油分馏得到

D．煤的干馏是化学变化，石油的分馏是物理变化

工业上冶炼金属，常用的方法有四种：Ⅰ、热分解法，Ⅱ、热还原法，Ⅲ、电解法，Ⅳ、湿法冶金。下表中金属与常用冶炼方法相符的是： 

下列说法不正确的是            （　 　）

A．我国以三个强度等级（42.5、52.5、62.5）表示水泥的性能，等级越高性能越好

B．在玻璃中加入金属氧化物，可以使玻璃呈现颜色，例如加入氧化亚铜（Cu2O）呈蓝色

C．新型陶瓷分成两大类，即结构陶瓷（如纳米陶瓷）和功能陶瓷（如生物陶瓷）

D．光导纤维的主要成分是石英玻璃

下列关于物质用途的叙述中不正确的是

A．工业上利用蛋白质的水解反应生产肥皂和甘油

B．从石油中获得乙烯是工业生产乙烯的主要途径

C．通过海水可以制取氯化钠、镁、烧碱等物质

D．晶体硅是良好的半导体材料，可制成光电池等

医用氯化钙可用于补钙抗过敏等，以工业碳酸钙（含少量Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺等杂质）生产医用二水合氯化钙（CaCl₂ ·2H₂O的质量分数为97.3—103.0%），工艺流程为：

（1）CaCO₃与盐酸反应的离子方程式                                      。
（2）过滤时需用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还有      。滤渣主要成分的化学式     。
（3）酸化时加盐酸的目的为：
①                                                                ，
②防止Ca²⁺ 在蒸发时发生水解。
（4）为什么蒸发结晶要保持在160℃：                                    。
（5）为测定样品中CaCl₂ ·2H₂O的含量，称取0.7522g样品并配成250mL溶液，分别取该溶液25.00mL于三个锥形瓶中，用0.04mol/LAgNO₃溶液进行三次滴定，消耗 AgNO₃溶液的平均体积为20.39mL。
①通过计算，样品中含CaCl₂ ·2H₂O的质量分数      。
②若所测样品 CaCl₂ ·2H₂O的质量分数偏高（忽略其它实验误差），可能的原因之一为                                            。

我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：
     
沉淀池中四种盐在不同温度下的溶解度（g / 100 g水）表

	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃	60℃	100℃
NaCl	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6	37.0	37.3	39.8
NH4HCO3	11.9	15.8	21.0	27.0	－①	－	－	－
NaHCO3	6.9	8.1	9.6	11.1	12.7	14.5	16.4	－
NH4Cl	29.4	33.3	37.2	41.4	45.8	50.4	55.3	77.3

①＞35℃NH₄HCO₃会有分解
请回答：
（1）沉淀池中反应温度控制在30℃～35℃，是因为若高于35℃，则                        ，若低于30℃，则                            ；为控制此温度范围，采取的加热方法为                                  。
(2) 沉淀池中发生的化学反应方程式是                               。
（3）副产品的一种用途为       ，写出上述流程中X物质的分子式           。
（4）加料完毕后，继续保温30分钟，目的是                            。静置后只析出NaHCO₃晶体的原因是                                       。用蒸馏水洗涤NaHCO₃晶体的目的是除去                              杂质（以化学式表示）。
(5) 为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加   。

高铁酸钾是一种高效的多功能的水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产，原理为：3NaClO + 2Fe(NO₃)₃ + 10NaOH＝2Na₂FeO₄↓+ 3NaCl + 6NaNO₃ + 5H₂O
Na₂FeO₄＋2KOH＝K₂FeO₄＋2NaOH主要的生产流程如下：

（1）写出反应①的离子方程式                                     。
（2）流程图中“转化”是在某低温下进行的，说明此温度下K_sp(K₂FeO₄)     K_sp(Na₂FeO₄)（填“＞”或“＜”或“＝”）。

（3）反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。
上左图为不同的温度下，Fe(NO₃)₃不同质量浓度对K₂FeO₄生成率的影响；
右图为一定温度下，Fe(NO₃)₃质量浓度最佳时，NaClO浓度对K₂FeO₄生成率的影响。
①工业生产中最佳温度为 　    ℃，此时Fe(NO₃)₃与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为     。
②若NaClO加入过量，氧化过程中会生成Fe(OH)₃，写出该反应的离子方程式：
                                                                  。
若Fe(NO₃)₃加入过量，在碱性介质中K₂FeO₄与Fe³⁺发生氧化还原反应生成K₃FeO₄，此反应的离子方程式：                                            。
（4）K2FeO₄在水溶液中易水解：4FeO₄^2—+10H₂O4Fe(OH)₃+8OH^—+3O₂↑。在“提纯”K2FeO₄中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用        溶液（填序号）。

A．H2O

B．CH3COONa、异丙醇

C．NH4Cl、异丙醇

D．Fe(NO3)3、异丙醇

硫铁矿烧渣（主要成分为Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、SiO₂等）是生产硫酸的工业废渣，其综合利用对环境保护具有现实意义。利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品的实验流程如下：

已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如右图所示：

回答下列问题：
（1）酸浸、过滤后滤液中的金属阳离子是________________。
（2）煅烧FeCO₃生成产品I的化学反应方程式为________________________________。
实验室进行煅烧操作所需仪器除了酒精喷灯、泥三角、三脚架、玻璃棒外，还有__________。
（3）产品Ⅱ的化学式为_______________，为了获得产品Ⅱ，向(NH₄)₂SO₄溶液中加入KCl溶液后，还需要进行的操作是：                                             。
（4）检验产品II中是否含有氯化物杂质的实验操作是：取少量产品Ⅱ于试管中配成溶液，