高中化学晶格能的应用试题

（本题共16分）磷矿石的主要成分是Ca₅F(PO₄)₃，含少量MgO、Fe₂O₃等杂质。工业上以磷矿石为原料制备H₃PO₄的常用流程如下：

已知：Ca₅F(PO₄)₃+ 7H₃PO₄→5Ca (H₂PO₄)₂+HF
（1）采用这种方法在实验室溶解磷矿石________（填“能”或“不能”）用玻璃仪器，原因是_____________________________________。
（2）操作Ⅰ的名称是___________
（3）在实验室中实现操作Ⅱ和Ⅲ所需要的玻璃仪器有_______________________，推测该萃取剂一定具有的性质是_________。
a. 该萃取剂与水互不相溶            b. 相同条件下，该萃取剂的密度比水小
c. 磷酸在该萃取剂中的溶解度很小   d. 某些磷酸二氢盐在该萃取剂中的溶解度很小
（4）采用该流程除制取磷酸外，还有__________________等副产品产生，请说出其中一种副产品的用途____________________________________。
（5）与直接用硫酸溶解磷矿石的工艺相比，该工艺的优点是____________________。

、钡盐生产中会排出大量的钡泥[主要含有、、、等]。某化工厂主要生产、、，现利用钡泥制取，其部分工艺流程如下：（已知：（1）FeO₂^-极易水解而生成Fe(OH)₃   (2)Fe³⁺在pH＝3.7时即可水解即沉淀完全）

（1）酸溶后溶液中，与的反应化学方程式为：
                                                       。
（2）酸溶时通常控制反应温度不超过70℃，且不使用浓硝酸，其原因是防止反应速率过快、浓硝酸挥发且易       。
（3）该厂结合本厂生产实际选用的X为        （填化学式）；“中和Ⅰ”会使溶液中（填离子符号）          的浓度减少。
（4）从溶液中得到其晶体的分离方法叫                              。
（5）废渣可直接排放。上述流程中洗涤的目的是                                。

碱式碳酸铜[Cu₂(OH)₂C0₃]是一种用途广泛的化工原料。工业上可用电子工业中刻蚀线路板的酸性废液（主要成分有FeCl₃、CuCl₂、FeCl₂）制备，其制备过程如下：

查阅资料知，通过调节溶液的酸碱性可使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺生成沉淀的pH如下：

物质	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
开始沉淀pH	6.0	7.5	1,4
沉淀完全pH	13	14	3.7

（1）氯酸钠的作用是                ；
（2）调节溶液A的pH范围为             ，可以选择的试剂是            .（填序号）。
a．氨水                   b．硫酸铜               c．氢氧化铜            d．碳酸铜
（3）反应B的温度要控制在60℃左右，且保持恒温，可采用的加热方法是          ；若温度过高，所得蓝绿色沉淀中会有黑色固体出现，黑色固体可能是              。
（4）已知滤液中含有碳酸氢钠，写出生成碱式碳酸铜的离子方程式：            。
（5）过滤得到的产品洗涤时，如何判断产品已经洗净                 。

二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料．工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：

某软锰矿的主要成分为MnO₂，还含Si（16．27%）、Fe（5．86%）、Al（3．42%）、Zn（2．68%）和Cu（0．86%）等元素的化合物．部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：

沉淀物	pH
Al（OH）3	5．2
Fe（OH）3	3．2
Fe（OH）2	9．7
Mn（OH）2	10．4
Cu（OH）2	6．7
Zn（OH）2	8．0
CuS	≥－0．42
ZnS	≥2．5
MnS	≥7
FeS	≥7

（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO₂还原为MnSO₄，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为______________________________．
（2）滤渣A的主要成分为________．
（3）加入MnS的目的是除去________杂质．
（4）碱性锌锰干电池中，MnO₂参与的电极反应方程式为__________________________．
（5）从废旧碱性锌锰干电池中可以回收利用的物质有________（写出两种）．

高铁酸钠（Na₂FeO₄）具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂。工业上可以通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠，生产过程如下：

回答下列问题：
（1）经过步骤①后，加入NaOH固体的原因是____                ____。     
（2）步骤②反应的离子方程式是_____                          ___。
（3）从溶液Ⅰ中分离出Na₂FeO₄后，还有副产品Na₂SO₄、NaCl，则步骤③中反应的离
子方程式为___                               _____。
（4）将一定量的Na₂FeO₄投入到pH不同的污水中（污水中其余成分均相同），溶液中Na₂FeO₄浓度变化如下图曲线Ⅰ、Ⅱ所示，试推测曲线I比曲线II对应的污水pH_____（填“高”或“低”）。

（5）通过计算得知Na₂FeO₄的消毒效率（以单位质量得到的电子数表示）比氯气的_____（填“高”或“低”），用高铁酸钠代替氯气作净水消毒剂的优点是____                   （答出两点即可）。

(12分)工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO₃），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。

已知：TiOSO₄遇水会水解。
（1）步骤②中，用铁粉将Fe³⁺转化为Fe²⁺的反应的离子方程式为                 。
（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的          （填字母序号）。a. 熔沸点差异 b. 溶解性差异   c. 氧化性、还原性差异
（3）步骤②、③、④中，均需用到操作是              （填操作名称）。
（4）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO₂）反应生产硫酸锰（MnSO₄，易溶于水），则反应的离子方程式为                                               。
（5）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF₂-CaO作电解质，利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。

①写出阳极所发生反应的电极反应式：                                   。
②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是
（请结合化学用语解释）                                        

工业上以锂辉石（Li₂O·A1₂O₃·4SiO₂，含少量Ca、Mg元素）为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下：

已知：①Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂ +H₂SO₄（浓）Li₂SO₄+Al₂O₃·4SiO₂·H₂O↓
②某些物质的溶解度（S）如下表所示。

T/℃	20	40	60	80
S(Li2CO3)/g	1.33	1.17	1.01	0.85
S(Li2SO4)/g	34.2	32.8	31.9	30.7

（1）从滤渣1中分离出Al₂O₃的部分流程如下图所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得到的物质。则步骤Ⅱ中最佳反应的离子方程式是____________________________。

（2）已知滤液1中的主要离子为Li⁺、Mg^2＋、Ca²⁺、SO₄^2－，滤渣2的主要成分有Mg(OH)₂和CaCO₃。向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述，并写离子方程式）
__________________________________________________________________。
（3）向滤液2中加入饱和Na₂CO₃溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是 　　   。
（4）工业上，将Li₂CO₃粗品制备成高纯Li₂CO₃的部分工艺如下。
a．将Li₂CO₃溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液作阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。
b．电解后向LiOH溶液中加入过量NH₄HCO₃溶液，过滤、烘干得高纯Li₂CO₃。
① a中，阳极的电极反应式是______________________________________。
②b中，生成Li₂CO₃反应的化学方程式是______________________________。

NiSO₄·6H₂O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等，可由电镀废渣（除含镍外，还含有：Cu、Zn、Fe、Cr等杂质）为原料获得。操作步骤如下：

(1)加Na₂S的目的是除去铜、锌等杂质，请写出除去Cu²⁺的离子方程式__________ __________
(2) 加6%的H₂O₂时，温度不能过高，其目的是： _____         ________ 。
(3) 除铁方法：用H₂O₂充分氧化后，再用NaOH控制pH值2～4范围内生成氢氧化铁沉淀。在上述方法中，氧化剂可用NaClO₃代替，请写出用氯酸钠氧化Fe²⁺的离子方程式为：______________________________________________________
(4)上述流程中滤液Ⅲ的主要成分是：　       　。
(5)操作Ⅰ包括以下过程：过滤，用         （填试剂化学式）溶解，蒸发浓缩，冷却结晶，洗涤获得产品。

以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下（部分操作和条件略）：
Ⅰ．从废液中提纯并结晶出FeSO₄·7H₂O。
Ⅱ．将FeSO₄·7H₂O配制成溶液。
Ⅲ．溶液与稍过量的溶液混合，得到含FeCO₃的浊液,同时有CO₂气体放出。
Ⅳ．将浊液过滤，用90℃热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO₃固体。
Ⅴ．煅烧FeCO₃，得到FeCO₃固体。
已知：NH₄HCO₃在热水中分解。
（1）Ⅰ中，加足量的铁屑除去废液中的，该反应的离子方程式是                 。
（2）Ⅱ中，需加一定量硫酸。运用化学平衡原理简述硫酸的作用                 。
（3）Ⅲ中，生成的离子方程式是        。若浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是                     。
（4）Ⅳ中，通过检验来判断沉淀是否洗涤干净。检验的操作是          。
（5）已知锻烧的化学方程式是。现锻烧464.0kg的，得到316.8kg产品。若产品中杂质只有，则该产品中的质量是       kg。

(15分) 铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还含有SiO₂、Fe₂O₃）是工业上制备氧化铝的主要原料。工业上提取氧化铝的工艺流程如下：

① 沉淀 A、B的成分分别是        、        ；步骤②中的试剂a是      ；
② 试写出步骤③中发生反应的离子方式  __________                       、
         __________            __________                  ；
③试写出步骤③中滤液分解反应的方程式____________________________________.
④简述氯化铝溶液经过结晶得到氯化铝晶体的实验条件是                     。

甲烷是天然气、沼气、坑气及煤气的主要成分之一，可用作燃料及制造氢、一氧化碳、甲醛等物质的原料，其中用作制氢合成氨的工艺流程示意图如下：

依据上述流程，完成下列填空：
（1）天然气脱硫时的化学方程式是_______________________________。
（2）n mol CH₄经一次转化后产生CO 0.9n mol，产生H₂_____________mol，假设后面几步转化各物质均完全反应，则理论上可制备得到氨气               mol（用含n的代数式表示）
（3）K₂CO₃(aq)和CO₂反应在加压下进行，加压的理论依据是___________
A．相似相容原理         B.勒夏特列原理          C. 酸碱中和原理
（4）分析流程示意图回答，该合成氨工艺主要起始原料是         ，辅助原料有_________。
（5）整个流程有三处循环，一是Fe(OH)₃循环，二是             循环，三是N₂、H₂循环。

某厂用含有少量杂质FeCl₂的CuCl₂溶液制备纯净的CuCl₂·2H₂O晶体, 为降低成本且不造成空气污染，拟定实验步骤如下：

一些金属氢氧化物沉淀的PH

金属离子	PH
开始沉淀	沉淀完全
Fe^2+	7.6	9.6
Fe^3+	2.7	3.7
Cu^2+	4.4	4.6

化学试剂价格表

回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ中，将Fe²⁺转化为Fe³⁺最好选用下列氧化剂中的________（填字母）。
A．H₂O₂       B．NaClO     C．KOH       D．Cl₂
该反应的离子方程式为____________________________________________。
（2）在步骤Ⅱ中，①加入Y的目的是为了调节溶液的酸度以促使Fe³⁺沉淀完全，Y可以选用下列物质中的________________（填字母）；
A．NaOH                         B．CuO         C．Cu（OH）₂    D．Cu₂（OH）₂CO₃
②江河入海口处易形成沙洲的原因是江水中的胶粒遇海水中的电解质发生聚沉。将步骤Ⅱ中沉淀经过适当步骤制成胶体后，再逐滴加入稀硫酸可能看到的现象是_________。
（3）步骤Ⅲ应控制的实验条件是 ________________________                。

某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物（铁元素的化合价为+2和+3价），工业上以该废渣为原料生产CuCl2的工艺流程如下：

焙烧过程中发生的主要反应为：CuS+2NaCl+2O2高温CuCl2+Na2SO4。
回答下列问题：
（1）焙烧前先进行粉碎的理由是_____________________________________________。
（2）试剂A应选用　　     　（填编号）①NaClO、②Cl2、③H2O2溶液、④浓硫酸
加入试剂A的目的是____________________________________________________________。
（3）上述过滤操作中需要用到的玻璃仪器有_____________________________________________。
（4）从CuCl2溶液得到CuCl2晶体的操作是         （写出操作名称），该操作必需在HCl气流中进行，原因是_____________________________________________（用离子方程式表示）。
（5）如何检验滤液B中是否还有未沉淀的Fe3+______________________________，
加试剂A调节溶液pH=4时，c(Fe3+)为_______________。（已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10－39）

孔雀石主要含Cu₂(OH)₂CO₃，还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备CuSO₄·5H₂O及CaCO₃，步骤如下：

请回答下列问题：
(1)溶液A中的金属离子有Cu^2＋、Fe^2＋、Fe^3＋。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为________(填代号)，检验溶液A中Fe^3＋的最佳试剂为________(填代号)。
a．KMnO₄         b．(NH₄)₂S         c．H₂O₂          d．KSCN
(2)由溶液C获得CuSO₄·5H₂O，需要经过加热蒸发、________、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是___________。
(3)制备CaCO₃时，应向CaCl₂溶液中先通入(或先加入)________(填化学式)。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列________(填代号)装置回收。

（共12分）　　工业上以锂辉石（Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂，含少量Ca、Mg元素）为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下：

　　已知：① Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂H₂SO₄（浓）Li₂SO₄Al₂O₃·4SiO₂·H₂O↓
　　② 某些物质的溶解度(S)如下表所示：

T/℃	20	40	60	80
(Li2CO3)/g	1.33	1.17	1.01	0.85
(Li2SO4)/g	34.2	32.8	31.9	30.7

　　③ 从滤渣1中分离出Al₂O₃的部分流程如下图所示：

（1）、请依次写出在括号内加入试剂的化学式　　　　　　　　、　　　　　　　　。
（2）、请依次写出方框中所得到物质的化学式　　　　　　　　、　　　　　　　　。
（3）、步骤Ⅰ中反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）、已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)₂和CaCO₃。向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）、向滤液2中加入饱和Na₂CO₃溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（6）、氧化铝在工业上用作高温耐火材料，制耐火砖、坩埚、瓷器、人造宝石等，同时氧化铝也是炼铝的原料。写出用氧化铝炼铝的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　。