高中化学晶格能的应用试题

工业利用精炼镁渣(含有MgO、KCl、MgCl₂、BaCl₂、CaCl₂、FeCl₃等杂质)回收MgCl₂的工业流程如下:

已知:25 ℃时有关物质的溶度积如下:

物质	CaCO3	MgCO3	BaCO3	Mg(OH)2	Fe(OH)3
Ksp	4.96×10^-9	6.82×10^-6	5.1×10^-9	5.61×10^-12	2.64×10^-38

回答下列问题:
(1)写出溶解时的离子方程式                               。
(2)溶解时温度不能太高,也不宜太低,要求控制在35 ℃左右,其理由是               。
(3)操作Ⅰ包含多个操作,分别为             ,过滤,洗涤,烘干。烘干时需要减压烘干,原因是                              。
(4)为减少Na₂CO₃的用量和提高产品质量,在中和工序(中和后溶液接近中性)结束前要检验溶液中是否存在       离子,选择检验该离子的原因是                        。
(5)母液的主要成分                                       。

PbI₂是生产新型敏化太阳能电池的敏化剂——甲胺铅碘的原料。合成PbI₂的实验流程如下：

（1）将铅块制成铅花的目的是                 。
（2）31.05g铅花用5.00mol·L^－1的硝酸溶解，至少需消耗5.00 mol·L^－1硝酸        mL，同时产生       L(标准状况下)NO。
（3）取一定质量(CH₃COO)₂Pb·nH₂O样品在N₂气氛中加热，测得样品固体残留率
随温度的变化如下图所示（已知：样品在75℃时已完全失去结晶水）。
①(CH₃COO)₂Pb·nH₂O中结晶水数目n=             （填数字）。
②100～200℃间分解产物为铅的氧化物和一种有机物，则该有机物为                （写结构简式）。
（4）称取一定质量的PbI₂固体，用蒸馏水配制成室温时的饱和溶液，准确移取25.00mLPbI₂饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH中，发生：2RH(s) + Pb²⁺(aq) = R₂Pb(s) +2H⁺(aq)，用锥形瓶接收流出液，最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性，将洗涤液合并到锥形瓶中。加入2～3滴酚酞溶液，用0.002500mol·L^－1NaOH溶液滴定，到滴定终点时用去氢氧化钠标准溶液20.00mL。计算室温时PbI₂的Ksp (请给出计算过程)。

WO₃可用于制备电阻元件、电子射线屏等。其工业生产流程如下：

（1）操作X的目的是为了获得纯净的仲钨酸铵晶体，该操作包括：将用盐酸中和后的溶液     、冷却结晶、     、低温烘干。
（2）实际工业生产中，粗仲钨酸铵晶体（含少量NH₄Cl晶体）可不经提纯就直接灼烧，其原因是     。
（3）已知：仲钨酸铵晶体[x(NH₄)₂O·yWO₃·zH₂O]受热分解的化学方程式如下：
x(NH₄)₂O·yWO₃·zH₂O→WO₃ +NH₃↑+H₂O↑(未配平)。
某同学为测定仲钨酸铵晶体的组成，进行如下实验：
①准确称取16.21g样品，研细灼烧；
②将产生的气体通入装有碱石灰干燥管，充分吸收称得干燥管增重1.44g；
③称量冷却后的固体质量为13.92g。
通过计算确定此仲钨酸铵晶体的化学式（写出计算过程）。

Ba(OH)₂是重要的化工原料，工业上采用重晶石（主要成分为硫酸钡）和软锰矿（主要成分为二氧化锰，含有二氧化硅杂质）制备，同时得到碳酸锰等副产品。其工业流程如下：

已知：MnO₂为两性氧化物，MnO为碱性氧化物。
（1）高温还原过程中，硫酸钡被碳还原为BaS，然后水浸得到。投料时煤炭的量相对要多其作用除了使硫酸钡充分反应外，还有      。
（2）氧化时反应还生成MnO和一种固体产物，则该反应的化学方程式为      ，氧化时控制MnO₂与BaS的投料比在2~3之间，若投料比大于4，则Ba(OH)₂的转化率明显降低，原因可能是     
（3）酸化的离子反应方程式为      ，滤渣的主要成分为      。
（4）中和时通入氨气调节溶液的pH值，若pH值偏高，会造成碳酸锰不纯，原因是      。

综合利用转炉煤气[CO（60～80%）、CO₂（15～20%）及微量N₂等]和硫酸工业尾气中的SO₂，既能净化尾气，又能获得保险粉（Na₂S₂O₄），其部分工艺流程如下：

（1）转炉炼钢时，存在反应：Fe₃C（s）＋CO₂（g）2CO（g）＋3Fe（s），其平衡常数表达式为K＝________。
（2）煤气净化时，先用水洗再用NaOH溶液洗涤，其目的是________。
（3）从滤液中回收甲醇的操作方法是____________________________；
还可回收的盐类物质是______________________________________（只写一种化学式）。
（4）合成保险粉反应的化学方程式为_________________________。
（5）保险粉、H₂O₂均可用于纸浆漂白，写出保险粉与过量的H₂O₂，在水溶液中反应生成硫酸盐等物质的离子方程式：________________________________。

NaCN、KCN等氰化物是重要的基本化工原料。用于基本化学合成、冶金等。
（1）用含NaCN（N显一3价）的废水合成黄血盐(K₄[Fe(CN)₆])的主要工艺流程如图：

①写出NaCN的电子式__________。
②在反应器中发生的主要反应的方程式为                    。
③加入碳酸钠溶液主要目的是                              。
（2）已知HCN的电离常数K_a=6.2×10^-10，浓度均为0.1mol·L^－1的NaCN和HCN的混合溶液显       (填“酸”、“碱”或“中”) 性，通过计算说明原因                   。
（3）现代开采金矿：先以NaCN溶液浸取粉碎的含金(Au)矿石，通空气，使矿石中的金粒溶解，得到Na[Au(CN)₂]( 二氰合金酸钠)溶液；再用锌与Na[Au(CN)₂]溶液发生置换反应生成金。金溶解过程中发生的化学方程式为                  ；消耗的锌与生成的金的物质的量之比为                  。
（4）臭氧(O₃)可以将剧毒的NaCN溶液氧化为无毒的NaCNO, 进一步将NaCNO氧化得到N₂和NaHCO₃,在氧化过程中，1mol O₃得到2mole^-。若要处理含NaCN0.001mol·L^－110³L，至少需要标准状况下的O₃           L。

以重晶石（主要成分为BaSO₄）为主要原料制备立德粉（ZnS和BaSO₄的混合物）的工艺流程如下：

（1）焙烧时，焦炭需过量，其目的是：①____________________________；②____________________________。
（2）焙烧过程中发生的反应之一是4CO（g）＋BaSO₄（s）BaS（s）＋4CO₂（g），该反应的平衡常数的表达式为__________________________________________________。
反应器中发生反应的化学方程式为____________________________________。
（4）用工业级氧化锌（含少量FeO和Fe₂O₃杂质）和硫酸制取硫酸锌溶液时，需先后加入H₂O₂溶液和碳酸锌精制，加入H₂O₂溶液时发生反应的离子方程式为
________________________________，加入碳酸锌的目的是将溶液中的Fe^3＋转化为红褐色沉淀，写出该反应的化学方程式：__________________________________________。

MnO₂是一种重要的无机功能材料，粗MnO₂的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO₂（含有较多的MnO和MnCO₃）样品转化为纯MnO₂的实验，其流程如下：

（1）在第①步反应中，为加快反应速率，可采取的措施有                   （任写一种），产生CO₂气体的的方程式是                                                           ；
（2）写出步骤②中所发生的离子方程式                                                 ；
（3）如果蒸发得到的固体中，只含NaClO₃和NaCl,为得到比较纯的NaClO₃溶液，结合下面各物质的溶解度与温度的关系，

其基本操作是：将固体溶于适量水，通过      ，       ，便可得到较纯的NaClO₃溶液。
（4）工业上也常用石墨做电极，电解酸化的MnSO₄溶液来制MnO₂,则阳极上所发生的离子方程式                           。

某工厂的电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物。为实现资源的回收利用并有效防止环境污染，设计如下工艺流程：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2
开始沉淀的pH	2.3	7.6	4.4
完全沉淀的pH	3.2	9.7	6.4

（1）酸浸后加入H₂O₂的目的是_____________。调pH步骤中加入的试剂最好是_____________（填化学式）。实验室进行过滤操作所用到的玻璃仪器有_____________。
（2）向CuSO₄溶液中加入一定量的NaCl、Na₂SO₃，可以生成白色的CuCl沉淀，写出该反应的化学方程式_____________。
（3）CuCl产品中CuCl的质量分数大于96.50%为国家合格标准。称取所制备的CuCl样品0.2500g置于一定量的0.5mol/LFeCl₃溶液中，待样品完全溶解后，加水20mL，用0.1000mol/L的Ce(SO₄)₂溶液滴定，到达滴定终点时消耗Ce(SO₄)₂溶液24.60mL。有关的化学反应为： Fe³⁺+CuCl═Fe²⁺+Cu²⁺+Cl^-，Ce⁴⁺+Fe²⁺═Fe³⁺+Ce³⁺，通过计算说明该CuCl样品_______________(填“符合”或“不符合”)国家标准。
（4）25℃时，K_sp[Fe(OH]₃]=4.0×10^-38．Fe³⁺发生水解反应Fe³⁺+3H₂O Fe(OH)₃+3H⁺，该反应的平衡常数为_____________．

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。

【化学—选修2：化学与技术】普通纸张的主要成分是纤维素。在早期的纸张生产中，常采用纸表面涂明矾的工艺，以填补其表面的微孔，防止墨迹扩散，请回答下列问题：
（1）人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损，严重威胁纸质文物的保存．经分析检验，发现酸性腐蚀主要与造纸中涂敷明矾的工艺有关，其中的化学原理是______________；为了防止纸张的酸性腐蚀，可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂，该工艺原理的化学(离子)方程式为______________；
（2）为了保护这些纸质文物，有人建议采取下列措施：
①喷洒碱性溶液，如稀氢氧化钠溶液或氨水等．这样操作产生的主要问题是______________；
②喷洒Zn(C₂H₅)₂．Zn(C₂H₅)₂可以与水反应生成氧化锌和乙烷．用化学(离子)方程式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理______________；
（3）现代造纸工艺常用钛白粉(TiO₂)替代明矾．钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿(主要成分为FeTiO₃)为原料按下列过程进行的，请完成下列化学方程式：
①______ FeTiO₃+____ C+___ Cl₂____ TiCl₄+___ FeCl₃+____CO
②______ TiCl₄+____ O₂____ TiO₂+____ Cl₂。

工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁[Fe(OH)SO₄]的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3
开始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

回答下列问题：
（1）加入少量NaHCO₃的目的是               ，该工艺中“搅拌”的作用是                 。
（2）反应Ⅱ中的离子方程式为                ，在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，O₂的作用是                    。(用化学方程式表示)
（3）生产中碱式硫酸铁溶液蒸发时需要在常温减压条件下的原因是                 。
（4）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe²⁺及NO₃^-。为检验所得产品中是否含有Fe²⁺，应使用的试剂为           。(填写字母)
A．氯水    B．KSCN溶液    C．NaOH溶液    D．酸性KMnO₄溶液

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                        。

用霞石岩(主要成分为Na₂O、K₂O、Al₂O₃、SiO₂)制碳酸钠、碳酸钾和氧化铝的工艺流程如下：已知：NaHCO₃溶液的pH约为8～9，Na₂CO₃溶液的pH约为11～12。

溶解过滤工序产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类，钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中。部分物质的溶解度如上图，根据题意回答下列问题：
（1）固体M的化学式是________，X物质是________。
（2）实验室进行煅烧操作时盛放固体物质的实验仪器是________，滤液W中主要含有的离子有________。
（3）碳酸化Ⅰ中发生主要反应的离子方程式是____________。
（4）操作Ⅰ是________(填写名称)，操作Ⅱ是________(选填编号)。
a．趁热过滤        b．冷却过滤       c．蒸馏      d．灼烧
（5）碳酸化Ⅱ调整pH＝8的目的是______，产品K₂CO₃中最可能含有的杂质是__________(写化学式)。

LiPF₆是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl₅为原料，低温反应制备LiPF₆，其流程如下：

已知：HCl的沸点是－85.0℃，HF的沸点是19.5℃。
（1）第①步反应中无水HF的作用是            、            。反应设备不能用玻璃材质的原因是                                 （用化学方程式表示）。无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示：如果不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的         溶液冲洗。
（2）该流程需在无水条件下进行，第③步反应中PF₅极易水解，其产物为两种酸，写出PF₅水解的化学方程式：                                 。
（3）第④步分离采用的方法是         ；第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是         。
（4）LiPF₆产品中通常混有少量LiF。取样品wg，测得Li的物质的量为nmol，则该样品中LiPF₆的物质的量为             mol（用含w、n的代数式表示）。