高中化学晶格能的应用试题

铜工业上回收利用某合金废料（主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活泼金属）的工艺流程如下：

（1）金属M为           ，操作1中需要的主要玻璃仪器是玻璃棒、______、______。
（2）加入新制氯水的的作用是（用离子方程式表示）      __________              。滤渣D的主要成分是         （填化学式）。
（3）充分焙烧的化学方程式为              。如下图所示，焙烧操作中的一处错误是_________。

（4）已知Li₂CO₃微溶于水，其饱和溶液的浓度与温度关系见下表。则操作2中得到固体C的实验操作是：蒸发浓缩、            ，洗涤、干燥。90℃时Ksp（Li₂CO₃）的值为            。

温度/℃	10	30	60	90
浓度/mol・L^－1	0．21	0．17	0．14	0．10

 

“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_____________________________________。

孔雀石主要含Cu₂(OH)₂CO₃，还含少量铁的化合物和硅的化合物。以孔雀石为原料可制备CuCl₂·3H₂O及纯碱，流程如下图。

且知：溶液A只含Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺三种金属离子，且三种离子沉淀的pH如下表所示。回答下列问题：

金属离子	Fe^3+	Fe^2+	Cu^2+
PH	氢氧化物开始沉淀	1.9	7.0	4.7
氢氧化物完全沉淀	3.2	9.0	6.7

（1）孔雀石研磨的目的是                                                             。
（2）孔雀石的主要成分与足量稀硫酸反应的化学方程式为                                 。
（3）使用上图中“试剂1”的目的是将溶液中的Fe²⁺转化为Fe³⁺，试剂B宜选用    （填选项序号）。
A．酸性KMnO₄溶液        B．双氧水        C．浓硝酸          D．氯水
（4）加入CuO作用是调节溶液pH，使Fe³⁺转化为沉淀予以分离。则pH的范围为                。
（5）气体E、F与饱和食盐水作用生成H和G时，E和F应按一定先后顺序通入饱和食盐水中，其中，应先通入气体是                 （填代号及对应物质的化学式）。
（6）由溶液C获得CuCl₂·3H₂O，需要经过          、          、过滤等操作。
（7）已知：常温下Cu(OH)₂的Ksp=2×10^－20。计算Cu²⁺+2H₂OCu(OH)₂+2H⁺反应平衡常数        。

钒是一种重要的合金元素，还用于催化剂和新型电池。从含钒固体废弃物（含有SiO₂、Al₂O₃及其他残渣）中提取钒的一种新工艺主要流程如下：

部分含钒化合物在水中的溶解性如下表：

物质	V2O5	NH4VO3	VOSO4	(VO2)2SO4
溶解性	难溶	难溶	可溶	易溶

请回答下列问题：
（1）反应①所得溶液中除H⁺之外的阳离子有             。
（2）反应②碱浸后滤出的固体主要成分是            （写化学式）。
（3）反应④的离子方程式为                     。
（4）25℃、101 kPa时，4Al(s)＋3O₂(g)==2Al₂O₃(s)   ΔH₁＝-a kJ/mol
4V(s)＋5O₂(g)==2V₂O₅(s)   ΔH₂＝-b kJ/mol
用V₂O₅发生铝热反应冶炼金属钒的热化学方程式是 _________。
（5）钒液流电池（如下图所示）具有广阔的应用领域和市场前景，该电池中隔膜只允许H⁺通过。电池放电时负极的电极反应式为__________                    _______，电池充电时阳极的电极反应式是_______________________。

（6）用硫酸酸化的H₂C₂O₄溶液滴定(VO₂)₂SO₄溶液，以测定反应①后溶液中的含钒量，反应的离子方程式为：2VO₂⁺＋H₂C₂O₄＋2H⁺===2VO²⁺＋2CO₂↑＋2H₂O。取25.00 mL 0.1000 mol/LH₂C₂O₄标准溶液于锥形瓶中，加入指示剂，将待测液盛放在滴定管中，滴定到终点时消耗待测液24.0 mL，由此可知，该(VO₂)₂SO₄溶液中钒的含量为      g/L。

【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                     。

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) 。

高铁酸盐是一种强氧化剂，在能源、环保等方面均有广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸钾的原理如表所示：

湿法	强碱介质中，Fe(NO3)3与NaClO反应得到紫红色高铁酸盐溶液
干法	Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸钾(K2FeO4)和KNO2等产物

（1）某工厂用湿法制备高铁酸钾的流程如图所示：

①反应I的化学方程式为            。
②反应Ⅱ的离子方程式为            。
③已知25℃时Fe(OH)₃的K_sp=4.0×10^—38，反应Ⅱ后的溶液中c(Fe³⁺)=4.0×10^—5mol·L^—1．则需调整pH= 时，开始生成Fe(OH)₃沉淀(不考虑溶液体积的变化)。
（2）由流程图可见，湿法制备高铁酸钾时，需先制得高铁酸钠，然后再向高铁酸钠溶液中加入饱和KOH溶液，即可析出高铁酸钾。
①已知高铁酸钠和水反应，有Fe(OH)₃和O₂生成，则高铁酸钠的氧化性比O₂    (填“强”或“弱”)。
②由以上信息可知：高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠      (填“大”或“小”)。
（3）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为        。
（4）干法制备K₂FeO₄的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为       。

七铝十二钙（12CaO•7Al₂O₃)是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主要含CaCO₃和MgCO₃)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：

（1）煅粉主要含MgO和        ；用适量的NH₄NO₃溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，该工艺中不能用（NH₄)₂SO₄代替NH₄NO₃，原因是                            。
（2）滤液I中的阴离子有         （忽略杂质成分的影响）；若滤液I中仅通入CO₂，会生成           ，从而导致CaCO₃产率降低。
（3）用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为                。
（4）电解制备Al(OH)₃时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为               。

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__________。

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)。