高中化学晶格能的应用试题

(14分)氧化铜矿石含有CuO和Cu₂(OH) ₂CO₃，还含有Fe₂O₃、FeO和SiO₂等。铜、铁是畜禽所必需的微量元素。某饲料厂联合生产硫酸铜和硫酸亚铁工艺流程如下：

（1）氧化铜矿石粉碎的目的是                                            。
（2）写出“酸浸”中Cu₂(OH) ₂CO₃发生反应的离子方程式                     。
（3）“中和/过滤”中加入CaCO₃的目的是                                。
（4）上述工艺流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有                    。
（5）加入铁屑的作用是                     、                      。
（6）表2和图6为“烘干粉碎”的试验结果。

序号	t/h	t/℃	m/g	x
1	3	80	5	4
2	3	160	10	1
3	4	160	10	0.8
4	4	160	5	0
5	5	80	5	3
6	5	160	15	1

 



表2中，m为CuSO₄·5H₂O晶体的质量，x为干燥后所得晶体中结晶水的个数。据此可确定由CuSO₄·5H₂O和FeSO₄·7H₂O脱水得流程中所示产品的适宜工艺条件分别为                  ，                    （分别指出两条件的温度和时间）。

（14分，每空2分）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晶体的制备路线如下：

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。
回答下列间题：
（1）锡原子的核电荷数为50，与碳元素属于同一主族，锡元素在周期表中的位置是        。
（2）操作I是               。
（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              化。
（5）反应I得到的沉淀是SnO，得到该沉淀的离子反应方程式为：           。
（6）酸性条件下，SnSO₄还可以用作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是：        。
（7）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溶液；
③用已知浓度的K₂ C_r2O₇溶液滴定②中生成的Fe²⁺，发生的反应为：
6FeCl₂+ K₂ C_r2O₇+14HCl＝6FeCl₃ +2KCl+2CrCl₃+7H₂O。
取1.226 g锡粉，经上述各步反应后，共用去0.100 mol/L K₂ C_r2O₇洛液32．00 mL。锡粉中锡的质量分数是                    。

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

已知：的沸点是－85.0 ℃，的沸点是19.5 ℃。
（1）第①步反应中无水的作用是、。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步反应中极易水解，其产物为两种酸，写出水解的化学方程式：。
（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）产品中通常混有少量。取样品。测得的物质的量为，则该样品中的物质的量为(用含有、的代数式表示)。

氯化亚铜（CuCl）是有机合成工业中应用较广泛的催化剂，它是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化。从酸性电镀废液（主要含Cu²⁺、Fe³⁺）中制备氯化亚铜的工艺流程如下：


请回答下列问题：
（1）电镀污泥的主要成分是          （写化学式）。
（2）铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为：
                                   。
（3）析出CuCl晶体时的最佳pH在     左右。
（4）析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，然后真空干燥、冷却，密封包装。真空干燥，密封包装的目的是                                                。  
（5）从滤液A中可回收的主要物质是                           （写化学式）。
（6）以碳棒为电极电解CuCl₂溶液可得到CuCl。写出电解CuCl₂溶液后的阴极上发生的反应为         

草酸（乙二酸）可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸（含2个结晶水）的工艺流程如图：回答下列问题：

（1）CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠，甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为：____、____       。
（2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是        ，滤渣是____     ；过滤操作②的滤液是        和       ，滤渣是____           。
（3）工艺过程中③和④的目的是____                    。
（4）有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是___               。
（5）结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。
称量草酸成品0．250 g溶于水，用0．0500 mol·L^-1的酸性KMn04溶液滴定，至浅粉红色不消褪，消耗KMn04溶液15.00 mL，反应的离子方程式为____          ；
列式计算该成品的纯度                     。

(16分) 以电解法生产金属锰产生的阳极泥中，其锰含量高达40%～50%，主要成分为MnO₂的水合物，且含有显著量的Pb²⁺、Sn²⁺等重金属杂质。本工艺采用的木屑富含的纤维素在较浓硫酸的作用下膨胀、水解生成还原糖，酸性条件下，可与二氧化锰反应生成可溶性的硫酸锰。


（1）工业上电解硫酸锰的水溶液生产金属锰，阳极的电极反应式为             。
（2）写出木屑水解反应的化学方程式：                          。配平浸出步骤反应方程式C₆H₁₂O₆ +   MnO₂ +   H₂SO₄→   MnSO₄ +    CO₂  +    H₂O
（3）若取消除酸操作步骤，将会产生      气体（填化学式）而污染环境；
（4）本工艺的一种副产品是重要的农业生产资料，写出其化学式         ；
（5）取一定量的阳极泥进行实验分析，得到如下图像。硫酸的最合适用量为      mL，若再增加硫酸的用量，将会导致        （填化学式）的消耗量增大。

（6）某阳极泥中MnO₂（相对分子质量为87）的质量分数为50.0%，将174g该阳极泥与320g36.5%的浓盐酸混合加热，则产生的氯气在标准状况下应少于    L。（假设阳极泥中的其它成分不参与反应）

难溶性杂卤石（）属于"呆矿"，在水中存在如下平衡⇌为能充分利用钾资源，用饱和溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如图1：

（1）滤渣主要成分有和以及未溶杂卤石．
（2）用化学平衡移动原理解释溶液能溶解杂卤石浸出的原因：．
（3）"除杂"环节中，先加入溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入溶液调滤液至中性．
（4）不同温度下，的浸出浓度与溶浸时间的关系是图2，由图可得，随着温度升高，①②；

（5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：已知298时，=2.80×10^﹣9，=4.90×10^﹣5，求此温度下该反应的平衡常数（计算结果保留三位有效数字）．

（本题共16分）锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿（主要成分为MnCO₃，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如下：

已知25℃，部分物质的溶度积常数如下：

物质	Mn(OH)2	Co(OH)2	Ni(OH)2	MnS	CoS	NiS
Ksp	2.1×10^－13	3.0×10^－16	5.0×10^－16	1.0×10^－11	5.0×10^－22	1.0×10^－22

  （1）步骤Ⅰ中，MnCO₃与硫酸反应的化学方程式是                。
（2）步骤Ⅱ中，MnO₂在酸性条件下可将Fe²⁺离子氧化为Fe³⁺，反应的离子方程式是                ，加氨水调节溶液的pH为5.0～6.0，以除去Fe³⁺。
（3）步骤Ⅲ中，滤渣2的主要成分是                       。
（4）步骤Ⅳ中，在   （填“阴”或“阳”）极析出Mn，电极反应方程式为                 。
（5）电解后的废水中还含有Mn²⁺，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)₂沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na₂S，进行二级沉降。为了将Mn²⁺降到1.0×10^－9mol/L，则c(Na₂S)至少是      mol/L。

【化学选修-化学与技术】(15分)
电石浆是氯碱工业中的一种废弃物，其大致组成如下表所示：

用电石浆可生产无水CaCl₂，某化工厂设计了以下工艺流程：

已知氯化钙晶体的化学式是：CaCl₂·6H₂O；H₂S是一种酸性气体，且具有还原性。
⑴反应器中加入的酸应选用___________________。
⑵脱色槽中应加入的物质X是_______________；设备A的作用是______________；设备B的名称为________________；设备C的作用是____________________。
⑶为了满足环保要求，需将废气H₂S通入吸收池，下列物质中最适合作为吸收剂的是____________         _。反应的化学方程式为_________________。

A．水

B．浓硫酸

C．石灰乳

D．硝酸

⑷将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是______________________。
⑸氯碱工业离子方程式_____________________。

氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂。下图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的工艺流程。

请回答下列问题：
（1）氯化铁有多种用途：
①氯化铁做净水剂。请用离子方程式表示其原理____________       __________；
②工业上常用FeCl₃溶液腐蚀铜印刷线路板。这是利用了FeCl₃较强的__________性。
（2）吸收剂X的化学式为              　　   。为检验吸收剂是否已完全转化为FeCl₃溶液，有人设计用酸性高锰酸钾溶液，但很快被否定，理由是（用离子方程式表示）                       。正确的检验方法是：取少量待测液，加入               （写化学式）溶液，若无深蓝色沉淀产生，则证明转化完全。
（3）碱性条件下反应①的离子方程式为____________________________________。
（4）过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品。该反应的化学方程式为2KOH＋Na₂FeO₄ K₂FeO₄＋2NaOH，请根据相关反应原理分析反应能发生的原因                      。
（5）将粗K₂FeO₄产品经重结晶、过滤、          、         ，即得较纯净的K₂FeO₄。

（2014届福建省漳州市八校高三第三次联考理综化学试卷）
某地煤矸石经预处理后含SiO₂（63%）、Al₂O₃（25%）、Fe₂O₃（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：

（1）“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为__________   、____________。
（2）“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有_____  ________、_____  ______。（写出两个）
（3）物质X的化学式为___________。“碱溶”时反应的主要离子方程式为：Fe³⁺+3OH^- = Fe(OH)₃↓；                                      。
（4）已知Fe³⁺开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al³⁺开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4为了获得产品Al(OH）₃，从煤矸石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO₃一种试剂，后续操作过程是                       。
（5）以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl₃溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl₃·6H₂O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：                                         。

（2014届山东省青岛市高三3月第一次模拟考试（第二套）理综化学试卷）
用菱锰矿（MnCO₃）常含有Fe₂O₃、FeO、HgCO₃·2HgO等杂质，工业常用菱锰矿制取锰，工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）向粗液1中加入的水最后需要           方法才能达到技术要求。
（2）流程中用的空气是用膜分离法制备的富氧空气，该方法的原理是            。
（3）净化剂主要成分为(NH₄)₂S，粗液2中发生主要反应的离子方程式为         。
（4）写出阳极的电极反应式           。说明电解液循环的原因               。
（5）写出铝热法炼锰的化学方程式                              。

（2014届广东省梅州市高三3月总复习质检理综化学试卷）
用含有A1₂0₃、SiO₂和少量FeO·xFe₂O₃的铝灰制备A1₂(SO₄)₃·18H₂O。工艺流程如下：

（一定条件下，MnO₄ ^- 可与Mn²⁺反应生成MnO₂）
已知：生成氢氧化物沉淀的pH

	Al（OH）3	Fe（OH）2	Fe（OH）3
开始沉淀时	3．4	6．3	2．7
完全沉淀时	5．2	9．7	3．2

 
（1）H₂S0₄溶解A1₂0₃的离子方程式是                     
（2）检验滤液中还存在Fe^2＋的方法是               (注明试剂、现象)。
（3）“除杂”环节有如下几个步骤，（Ⅰ）向滤液中加入过量KMnO₄溶液，调节溶液的pH为3．2；（Ⅱ）加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色:（ Ⅲ）加入MnSO₄至紫红色消失，过滤。
①步骤Ⅰ的目的：          ；调节溶液的pH为3．2的目的是                  。
②向Ⅱ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO₂的现象是            ，写出其反应方程式：                                                               ；
③Ⅲ中加入MnS0₄的目的是            。
（4）从多次循环使用后母液中可回收的主要物质是                     。（填化学式）

（2014届江苏省南京市、淮安市高三第二次模拟考试化学试卷）
工业上利用软锰矿浆烟气脱硫吸收液制取电解锰，并利用阳极液制备高纯碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如下(软锰矿的主要成分是MnO₂，还含有硅、铁、铝的氧化物和少量重金属化合物等杂质)：

（1）一定温度下，“脱硫浸锰”主要产物为MnSO₄，该反应的化学方程式为        。
（2）“滤渣2”中主要成分的化学式为        。
（3）“除重金属”时使用(NH₄)₂S而不使用Na₂S的原因是        。
（4）“电解”时用惰性电极，阳极的电极反应式为        。
（5）“50℃碳化”得到高纯碳酸锰，反应的离子方程式为        。“50℃碳化”时加入过量NH₄HCO₃，可能的原因是：使MnSO₄充分转化为MnCO₃；        ；        。

氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)等杂质)的流程如下:

提示:在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化，高锰酸钾的还原产物是MnO₂
回答下列问题:
(1)反应②中除掉的杂质离子是      ，发生反应的离子方程式为                                  
加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是                                              
(2)反应③的反应类型为      ，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有                       
(3)反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是                               
(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO₃·xZn(OH)₂ .取干操后的滤饼11.2g，煅烧后可得到产品8.1 g. 则x等于                                                   。