高中化学晶格能的应用试题

“烂版液”是制印刷锌板时，用稀硝酸腐蚀锌板后得到的“废液”(含有少量的Cl^－、Fe^3＋)，某化学兴趣小组拟用“烂版液”制取Zn(NO₃)₂·6H₂O的过程如下：

已知：Zn(NO₃)₂·6H₂O是一种无色晶体，水溶液呈酸性，Zn(NO₃)₂能与碱反应，得到的产物具有两性。
生成氢氧化物沉淀的pH

	Fe(OH)3	Zn(OH)2
开始沉淀时	1.5	8.0
完全沉淀时	2.8	11.1

注： 金属离子的起始浓度为0.1 mol/L
回答下列问题：
（1）“烂版液”中溶质的主要成分是Zn(NO₃)₂，若稀硝酸腐蚀锌板产生的气体为N₂O，写出稀硝酸腐蚀锌板反应的主要化学方程式______________________。
（2）在操作①中保持pH＝8的目的是_________________________________。
（3）沉淀Ⅰ的主要成分是___________________________________________。
（4）操作③中调节pH的范围是_______________；目的是_____________________________________。

铁的发现和大规模使用，是人类发展史上的一个光辉里程碑，它把人类从石器时代、青铜器时代带到了铁器时代，推动了人类文明的发展。
（1）高铁酸钠(Na₂FeO₄)是水处理过程中的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾更强，本身在反应中被还原成三价铁离子达到净水的目的。按要求回答下列问题： 高铁酸钠主要通过如下反应制取：
2Fe(OH)₃ + 3NaClO + 4NaOH ＝ 2Na₂FeO₄ + 3X + 5H₂O，
则X 的化学式________________ ，反应中被氧化的物质是_____________ (写化学式)。
（2）铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆。以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO 等，用硫酸渣制备铁红(Fe₂O₃)的过程如下：

①酸溶过程中Fe₂O₃与稀硫酸反应的化学方程式为_______________________ ；
“滤渣A”主要成份的化学式为____________________ 。
②还原过程中加入FeS₂的目的是将溶液中的Fe³⁺还原为Fe²⁺，而本身被氧化为H₂SO₄，请完成该反应的离子方程式：
___ FeS₂ + ___Fe^{3 +} +___ H₂O ＝ ___Fe^{2 +} +___ SO₄^2- + ___。
③氧化过程中，O₂、NaOH与Fe²⁺反应的离子方程式为________________ 。
④为了确保铁红的质量和纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是3.2~3.8，

如果pH过大，可能引起的后果是____________(几种离子沉淀的pH见上表)；滤液B可以回收的物质有___________(写化学式) 。

亚氯酸钠（NaClO₂）主要用于棉纺、造纸业的漂白剂，也用于食品消毒、水处理等。已知①亚氯酸钠（NaClO₂）受热易分解。
②NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂·3H₂O。
③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。
以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：

（1）“反应1”需要鼓入空气，空气的作用是_______________
（2）“反应2”的化学方程式为：_______________
（3）采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”，原因是_______________；结晶后需要对晶体洗涤，为了减少损失，可以用_______洗澡晶体。
（4）从“母液”中可回收的主要物质是___________；
（5）要得到纯的亚氯酸钠晶体（NaClO₂·3H₂O），对粗产品的必须进行的操作名称__________。

钼(Mo)是一种过渡金属元素，通常用作合金及不镑钢的添加剂，这种元素可增强合金的强度、硬度、可焊性及韧性，还可增强其耐高温及耐腐蚀性能。如图是化工生产中制备 金属钼的主要流程图，已知钼酸难溶于水。

（1）写出反应①的化学方程式：                    。
（2）写出反应②的化学方程式：                    。
（3）反应①的尾气可以用碳酸钠溶液吸收。已知：根据表中提供的数据可知，在溶液中不能大量共存的微粒是______________；

A．HCO3^－、HSO3^－

B．HCO3^－、SO3^2^－

C．HCO3^－、H2S03

D．HSO3^－ CO3^2^－

向过量碳酸钠溶液中通人少量二氧化硫，写出反应的离子方程式：                   。
（4）如果在实验室模拟操作1和操作2,则需要使用的主要玻璃仪器有          。
（5）工业上制备还原性气体CO和H₂的反应原理为C0₂+CH₄2CO + 2H₂，CH₄ + H₂CO + 3H₂，含甲烷体积分数为80%的10L(标准状况)天然气与足量二氧化碳和水蒸气的混合物在高温下反应，甲烷转化率为90%，用产生的还原性气体(CO和H₂)还原Mo0₃制钼，理论上能生产钼的质量为g(小数点后保留1位，钼的相对原子质量为96)。

下图是传统的工业生产金属铝的基本流程图。结合铝生产的流程图回答下列问题：

（1）工业冶炼金属铝用的是铝土矿，铝土矿的主要成分是________(填化学式)。石油炼制和煤的干馏产品__________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。
（2）在金属铝的冶炼中加入冰晶石和氟化钙的目的是________
（3）在冶炼过程中，阳极材料需要定期进行更换，原因是氧化铝溶解并和部分冰晶石发生反应生成Al₂OF₆^2－，写出该反应的离子方程式________________。若电解的总反应为2Al₂O₃+3C3CO₂+4Al，则阳极的电极反应式为_______________。
（4）冰晶石能在碱性溶液中分解，写出冰晶石与足量NaOH溶液反应生成两种钠盐的化学方程式______________。
（5）已知生产1mol铝消耗的电能为1.8x10⁶J，9g铝制饮料罐可回收能量为0.2kJ，则铝制饮料罐的热回收效率η=_____________。（热回收效率= 回收能量/生产耗能x100%）

氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂，是一种白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸；在空气中迅速被氧化成绿色；见光则分解，变成褐色。下图是工业上以制作印刷电路的废液(含Fe^3＋、Cu^2＋、Fe^2＋、Cl^－)生产CuCl的流程：

根据以上信息回答下列问题：
（1）写出生产过程中所加试剂：X__________________，Y________________。
（2）生产中为了提高CuCl产品的质量，采用抽滤法快速过滤，析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤的目的是________________；生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是________________。
（3）写出产生CuCl的化学方程式：______________________。
（4）在CuCl的生成过程中除环境问题、安全问题外，还应该注意的关键问题是_____________。

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）：                    。

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。

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                   。

一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co₂O₃·CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。从废料中回收氧化钴（CoO）的工艺流程如图所示：

（1）过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为                。
（2）过程Ⅱ中加入稀H₂SO₄酸化后，再加入Na₂S₂O₃溶液浸出钴。则浸出钴的化学反应方程式为（产物中只有一种酸根）             。在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因                      。
（3）过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)₃，碳酸钠溶液在产生Al(OH)₃时起重要作用，请写出该反应的离子方程式                               。
（4）碳酸钠溶液在过程Ⅲ和Ⅳ中所起作用有所不同，请写出在过程IV中起的作用是_____________。
（5）在Na₂CO₃溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是____________（填序号）。

A．c(Na^+) = 2c(CO3^2-)	B．c(Na^+) > c(CO3^2-) > c(HCO3^-)
C．c(OH^-) > c(HCO3^-) > c(H^+)	D．c(OH^-)－c(H^+) = c(HCO3^-) + 2c(H2CO3)

（6）CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl₂溶液。CoCl₂含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl₂吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCl₂·6H₂O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，A物质的化学式是____________。

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

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_