高中化学晶格能的应用试题

过碳酸钠（2Na₂CO₃·3H₂O₂）俗称固体双氧水，是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的制备流程如下：
（注：BC-1、BC-2均为稳定剂，其中BC-1是由异丙醇和三乙醇胺按一定比例混合而成）
（1）结晶过程中加入氯化钠、搅拌，作用是      。
（2）加入BC-2稳定剂与工业纯碱中含有的Fe³⁺ 杂质生成稳定的配合物的目的是   。
（3）洗涤抽滤产品，应选用合适的洗涤试剂是      （填写序号）。

A．饱和氯化钠溶液

B．水

C．异丙醇

D．碳酸钠饱和溶液

（4）工业上常以活性氧的质量分数[ω(活性氧)＝16 n(H₂O₂) / m(样品) ×100﹪]来衡量过碳酸钠产品的优劣，ω≥13﹪为优等品。现将0.2000g某厂家生产的过碳酸钠样品（所含杂质不参与后面的反应）溶于水配成溶液，加入适量稀硫酸酸化，再加入足量KI，摇匀后静置于暗处，充分反应后加入少量淀粉试剂，用0.1000mol/LNa₂S₂O₃溶液滴定到终点，消耗Na₂S₂O₃溶液33.00mL。（已知：2Na₂S₂O₃＋I₂=Na₂S₄O₆＋2NaI），通过计算判断样品是否为优等品(写出计算过程)。

SiCl₄是一种遇水强烈水解，并放出大量的热的化合物。研究人员利用SiCl₄水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成分为BaCO₃，且含有铁、镁等离子）来制备BaCl₂·2H₂O，工艺流程如下：

已知：①常温下Fe³⁺、Mg²⁺完全沉淀的pH分别是3.4、12.4。
②BaCO₃的相对分子质量是197; BaCl₂.2H₂O的相对分子质量是244。
（1）SiCl₄发生水解反应的化学方程式                    。
（2）氮化硅(Si₃N₄)是一种高温结构材料，粉末状的Si₃N₄可以在高温条件下由SiCl4蒸汽与NH₃反应得到，请写出该反应的化学方程式              。
（3）加钡矿粉调节pH=7的作用是：
①使BaCO₃转化为BaCl₂；②                   ；
（4）生成滤渣A的离子方程式：              ；
（5）BaCl₂滤液经            、           、过滤、洗涤，再经真空干燥后得到BaCl₂.2H₂O。
（6）10吨含78.8% BaCO₃的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2·2H₂O_   吨。

【化学——选修2化学与技术】
红矾钠（重铬酸钠：Na₂Cr₂O₇·2H₂O）是重要的基本化工原料，应用领域十分广泛。
（1）实验室中红矾钠可用铬铁矿（主要成分：FeO·Cr₂O₃）利用以下过程来制取。

①步骤I中反应的化学方程式为：4FeO·Cr₂O₃（s）+8Na₂CO₃（s）+7O₂= 8Na₂CrO₄（s）+2Fe₂O₃（s）+8CO₂
该反应的化学平衡常数的表达式为            。在常温下该反应速度极慢，下列措施中能使反应速率增大的是                   。

A．升高温度	B．通入过量的空气
C．将原料粉碎	D．增加纯碱的用量

②步骤II中所得溶液显碱性，其中除含有Na₂C rO₄外还含有铝、硅元素的化合物，它们的化学式可能是                                       。
③步骤III需将溶液的pH调至7～8并煮沸，其目的是                            。
④步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为：____。
（2）将红矾钠与KC1固体1：2（物质的量比）混合溶于水后经适当操作可得到K₂Cr₂O₇晶体，反应方程式为：Na₂CrO₄ +2KCl= K₂Cr₂O₇ +2NaCl（已知NaCl的溶解度受温度影响小，K₂Cr₂O₇的溶解度受温度影响大），基本实验步骤为：①溶解；②        ；③____   。
④冷却、结晶，过滤，得到K₂Cr₂O₇晶体。

皮革工业污泥中含较多的Cr，工业采用以下工艺制得M[Cr(OH)(H₂O)₅SO₄]。

已知：①工艺中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺。
②常温下部分阳离子以氢氧化物沉淀形式存在时溶液的pH见下表：

阳离子	Fe^3+	Al^3+	Cu^2+	Mg^2+	Cr^3+
开始沉淀时的pH	1.9	3.7	4.7	9.3	---
沉淀完全时的pH	3.2	8.0	6.7	11.1	9(>9溶解)

（1）酸浸时，为了提高浸取效率可采取的措施是________________（任写一条）。
（2）调节pH所用X可以选用        。
A．NaOH       B．Na₂CO₃       C．H₂SO₄       D．HNO₃
（3）加入H₂O₂ 目的是把Cr(OH)₃沉淀转化为Cr₂O₇^2-，写出该反应的离子方程式       。针铁矿组成元素是Fe、H、O，化学式量为89，其化学式是______________。
（4）调滤液至pH=8，Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺中的_________将转化为沉淀。
（5）若滤液甲的pH=a，则溶液中c (Cu²⁺)=      。（25℃时的K_sp[ Cu(OH)₂]=2.2×10^-20）

(15分)KMnO₄是常用的强氧化剂，工业上以软锰矿（主要成分MnO₂）为原料，通过液相法生产，即在碱性条件下用氧气氧化MnO₂得到K₂MnO₄，分离后得到K₂MnO₄，再用惰性材料为电极电解K₂MnO₄溶液得到KMnO₄，简略生产过程如下：

（1）反应器中反应的化学方程式为：                      。
（2）生产过程中最好使用含MnO₂80%以上的富矿，因为MnO₂含量最低的贫矿中Al、Si的氧化物含量较高，会导致KOH消耗量      (填“偏高”或“偏低”)，其中Al的氧化物和KOH溶液反应的化学方程式为：                         。
（3）电解槽中阳极的电极反应方程式为：              ；
（4）在传统工艺中得到K₂MnO₄后，向其中通入CO₂制备KMnO₄，化学反应方程式为:3K₂MnO₄＋2CO₂＝2KMnO₄+ MnO₂+ 2K₂CO₃根据上述反应，从Mn元素的角度考虑KMnO₄的产率最高为     。与该传统工艺相比，电解法的优势是             。
（5）测定高锰酸钾样品纯度的方法是：向高锰酸钾溶液中滴加硫酸锰溶液产生黑色沉淀，反应的离子方程式             。
（6）已知常温下K_SP﹝Mn(OH)₂﹞=2.0×10^-23,工业上调节PH沉淀废水中的Mn²⁺，当pH＝10时，
c（Mn²⁺）＝                mol/L。

碱式碳酸锌【xZnCO₃·yZn(OH) ₂·zH₂O】主要用做橡胶硫化促进剂，工业上利用锌焙砂（主要成分是ZnO、SiO₂，还含有Fe₂O₃、CuO等）生产碱式碳酸锌的工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）向锌焙砂加入足量稀硫酸进行酸溶的过程中，所发生反应的离子方程式为          、___    _（写其中任意两个）。
（2）从滤渣I中分离出SiO₂的部分流程如下：

①试剂X的名称为____    。②操作1的方法为________ 。
（3）加入锌粉的目的是____     ，从滤渣Ⅱ中获取铜的操作方法为        。
（4）高温煅烧碱式碳酸锌得到ZnO，取碱式碳酸锌3.41g，在高温下煅烧至恒重，得到固体2.43g和标准状况下CO₂ 0.224L，则该碱式碳酸锌的化学式为         。

软锰矿的主要成分为MnO₂，还含有Fe₂O₃、MgO、Al₂O₃、CaO等杂质，工业上用软锰矿制取MnSO₄·H₂O的流程如下：

已知：Fe³⁺、Al³⁺、Mn²⁺和Mg²⁺以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、10.4、12.4；温度高于27℃时，MnSO₄的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
（1）“浸出”过程中MnO₂转化为Mn²⁺的离子方程式为________。
（2）“浸出”过程中Fe₂O₃转化为Fe³⁺和Fe²⁺，相关反应的离子方程式为________。
（3）“滤渣1”的主要成分是__________，“调pH至5～6”所加的试剂是_________（填“石灰水”或“稀硫酸”）。
（4）根据下表数据，选择“第2步除杂”所加的物质A（由一种阳离子和一种阴离子组成），物质A的化学式为________。

阴离子 Ksp 阳离子	CO3^2^－	F^－	OH^－
Ca^2+	5.0×10^－^9	1.5×10^－^10	4.7×10^－^6
Mg^2+	3.8×10^－^6	7.4×10^－^11	5.6×10^－^12
Mn^2+	2.2×10^－^11	5.3×10^－^3	2.1×10^－^13
Zn^2+	1.2×10^－^10	3.0×10^－^2	6.9×10^－^17

（5）采用“趁热过滤”操作的原因是________。

工业上生产高氯酸（沸点：90^oC）时还生产了亚氯酸钠，其工艺流程如下：

（1）冷却过滤的目的是降低NaHSO₄的               ，并分离出NaHSO₄晶体。
（2）反应器2中发生反应的离子方程式为             ，SO₂的作用是作              剂。
（3）上述工业生产高氯酸的化学反应为:3NaClO₃+3H₂SO₄（浓）=3NaHSO₄+HClO₄+2ClO₂+H₂O，氧化产物与还原产物的物质的量之比为                  。
（4）可以通过蒸馏滤液的方法得到高氯酸的原因可能是高氯酸的沸点比较     （填“高”或“低”），容易从溶液中逸出，循环使用的物质是               。

实验室里用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量、等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（），其过程如下：

请回答下列问题：
（1）过程①中，和、反应的化学方程式是______________。
（2）过程②中产生的气体会对大气造成污染，可选用下列试剂中的_________吸收（填字母）。
a．浓    b．蒸馏水     c．溶液      d．浓硝酸
（3）过程③中，需要加入的物质名称是_____________。
（4）过程④中的实验操作是__________________________。
（5）过程⑥中，将溶液Z加热到70~80℃，目的是__________________________。
（6）实验室为测定所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验。①用天平称取样品；②将样品溶于足量盐酸后，加入足量的氯化钡溶液；③过滤、洗涤、干燥，称量，得固体质量为3.495g。若该聚铁主要成分为，则该聚铁中铁元素的质量分数为_____________（精确至0.01%）。

实验室中，用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe₂O₃、FeO、SiO₂等)为原料制备高纯氧化铁(a—Fe₂O₃₎的步骤如下：

回答下列问题：
（1）上述实验中，加入铁粉的作用是____________。(用离子方程式表示)实验中检验溶液x中的离子是否与铁粉完全反应的试剂是____________溶液
（2）实验室欲用18.4 mol·L^-1的浓硫酸配制100 mL5.0mol·L^-1的硫酸溶液，所用仪器除胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒外，还有_________(填写仪器名称)；
（3）某同学用下图所示装置实现向溶液Y中通入NH₃和CO₂

①上述装置的中，仪器a的名称是_______；装置B的作用是____________________。
②圆底烧瓶内放置的固体药品为________(填化学式)；试管内发生反应的化学方程式为__________。
③甲、乙、丙三位同学分别用上述装置进行实验，装置C的试剂瓶内溶液体积相等。
若甲、乙两同学实验中，通入的NH₃和CO₂的物质的量之比分别为2：l和l：l，恰好完全反应后，溶液中水的电离程度a_甲________(填“>”“=”或“<”)a_乙。
若丙同学未用装置D，则反应后溶液中离子浓度间的关系为[H⁺]+[NH₄⁺]=_______。

(16分)用含有A1₂O₃、SiO₂和少量FeO·xFe₂O₃的铝灰制备A1₂(SO₄)₃·18H₂O。工艺流程如下(部分操作和条件略)：

已知：一定条件下，MnO₄可与Mn²⁺反应生成MnO₂
（1）稀H₂SO₄溶解Al₂O₃的离子方程式是__________________。
（2）已知：生成氢氧化物沉淀的pH如下表(注：金属离子的起始浓度为0.1mol·L^-1)

	Al(OH)3	Fe(OH)2	Fe(OH)3
开始沉淀时	3.4	6.3	1.5
完全沉淀时	4.7	8.3	2.8

上述流程中，加入过量KMnO₄溶液的作用是________________________。(用离子方程式表示)
（3）向滤渣B中加入浓盐酸并加热，能说明沉淀中存在MnO₂现象是____________。
上述流程中加入MnSO₄体的目的是_______。操作a由一系列操作组成，分别是_____、___、过滤。
（4）若用沉淀溶解平衡原理分析，操作a能析出A1₂(SO₄)₃·18H₂O的原因是①_______②________。

（选考）【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                     。

氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿（主要成分为MgCO₃，含少量FeCO₃）为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：

（1）MgCO₃与稀硫酸反应的离子方程式为                               。
（2）加入H₂O₂氧化时，发生反应的化学方程式为                               。
（3）滤渣2的成分是                       （填化学式）。
（4）煅烧过程存在以下反应：
2MgSO₄+C  2MgO+2SO₂↑+CO₂↑
MgSO₄+C  MgO+SO₂↑+CO↑
MgSO₄+3C  MgO+S↑+3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集

①D中收集的气体是                。
②B中盛放的溶液可以是                。
a．NaOH溶液        b．Na₂CO₃溶液       c．稀硝酸       d．KMnO₄溶液
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，写出该反应的离子方程式：
                                                               

(14分)普通钢中加入少量的钒(V))能极大地改善钢的弹性和强度，使钢材既耐高温又抗奇寒，因此它有“合金维生素”之称。'T业上回收废钒催化剂(含有V₂O₅、VOSO₄、K₂SO₄、SiO₂) 中钒的主要流程如下：

回答下列问题：
（1）滤渣l的主要成分是              。
（2）步骤②中发生反应的离子方程式为                                                 。
（3）步骤③的变化过程可简化为(HA表示有机萃取剂)：VOSO4 (水层)十2HAc（有机层)VOA₂(有机层) 十H₂SO₄ (水层)，则步骤④中可选择硫酸作萃取剂的原因是                    。萃取和反萃取在实验室里用到的玻璃仪器有       和               。
（4）该工艺流程中，可以循环利用的物质除了氨气以外，还有                     。
（5）调节溶液pH，可将(VO₂)SO₄转变成NH₄VO₃沉淀。25℃时，当pH 为1. 7～1. 8 时，钒沉淀率为98. 8%，假设其它各步反应都完全进行，已知KC1O₃的还原产物是KCl，若每消耗1 mol KC1O₃，理论上可回收金属钒       g(计算结果保留一位小数)。

选考题【化学一一选修化学与技术】以炼锌烟尘（主要成份为ZnO，含少量CuO和FeO）为原料，可以制取氯化锌和金属锌。
Ⅰ、制取氯化锌主要工艺如下：

下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH  (开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L^－1计算)。

金属离子	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe^3+	1. 1	3. 2
Zn^2+	5. 2	6. 4
Fe^2+	5. 8	8. 8

（1）加入H₂O₂溶液发生反应的离子方程式为                               。
（2）流程图中，为了降低溶液的酸度，试剂X不可以是             （选填序号：
a．ZnO；b．Zn(OH)₂ ；c．Zn₂(OH)₂CO₃；d．ZnSO₄；pH应调整到         ；
（3）氯化锌能催化乳酸（2－羟基丙酸）生成丙交酯（C₆H₈O₄）和聚乳酸，丙交酯的结构简式为        ，聚乳酸的结构简式为                      ；
Ⅱ、制取金属锌采用碱溶解ZnO(s)+2NaOH(aq)+H₂O(l)=Na₂[Zn(OH)₄](aq)，然后电解浸取液。
（4）以石墨作电极电解时，阳极产生的气体为     ；阴极的电极反应为             ；
（5）炼锌烟尘采用碱溶，而不采用酸溶后电解，主要原因是                           。