高中化学晶格能的应用试题

[化学选修——2：化学与技术]我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃等。一种利用粉煤灰制取氧化铝、硫酸铁溶液、二氧化硅的工艺流程如下：

（1）操作i的名称为          。
（2）工业上若需加快粉煤灰与NaOH溶液反应的浸出速率，可采取的措施有         （写两点即可）。
（3）写出固体A溶解在稀硫酸中所得溶液与H₂O₂反应的离子方程式            。
（4）以上流程中可以循环利用的物质是         （填化学式）。
（5）某科研小组用硫酸作为浸取液，浸取粉煤灰中的铝元素和铁元素，在104℃用硫酸浸取时，铝的浸取率与时间的关系如图1，适宜的浸取时间为     h；铝的浸取率与的关系如图2所示，从浸取率角度考虑，三种助溶剂NH₄F、KF及NH₄F与KF的混合物，在相同时，浸取率最高的是        （填化学式）。

（6）Al/AgO电池是一种新型安全电池，广泛用于军事领域，其电池总反应为：2Al ＋ 3AgO ＋ 2OH^―＋ 3H₂O2[Al（OH）₄]^―＋ 3Ag，则该电池工作时正极的电极反应方程式为          ，若电池产生6mol电子转移，整体上分析电池负极消耗的OH^―物质的量最终为      mol。

[化学选修——2：化学与技术]我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃等。一种利用粉煤灰制取氧化铝、硫酸铁溶液、二氧化硅的工艺流程如下：

（1）操作i的名称为          。
（2）工业上若需加快粉煤灰与NaOH溶液反应的浸出速率，可采取的措施有         (写两点即可)。
（3）写出固体A溶解在稀硫酸中所得溶液与H₂O₂反应的离子方程式                  。
（4）以上流程中可以循环利用的物质是         (填化学式)。
（5）某科研小组用硫酸作为浸取液，浸取粉煤灰中的铝元素和铁元素，在104℃用硫酸浸取时，铝的浸取率与时间的关系如图1，适宜的浸取时间为     h；铝的浸取率与的关系如图2所示，从浸取率角度考虑，三种助溶剂NH₄F、KF及NH₄F与KF的混合物，在相同时，浸取率最高的是        (填化学式)。

（6）Al/AgO电池是一种新型安全电池，广泛用于军事领域，其电池总反应为：2Al ＋ 3AgO ＋ 2OH^―＋ 3H₂O2[Al(OH)₄]^―＋ 3Ag，则该电池工作时正极的电极反应方程式为            ，若电池产生6mol电子转移，整体上分析电池负极消耗的OH^―物质的量最终为      mol。

CoCl₂·6H₂O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿（主要成分为Co₂O₃、Co（OH）₃，还含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO等）制取CoCl₂·6H₂O的工艺流程如下：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：（金属离子浓度为：0．01mol/L）

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Co（OH）2	Al（OH）3	Mn（OH）2
开始沉淀	2．7	7．6	7．6	4．0	7．7
完全沉淀	3．7	9．6	9．2	5．2	9．8

 
③CoCl₂·6H₂O熔点为86℃，加热至110~120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴。
（1）写出浸出过程中Co₂O₃发生反应的离子方程式________________________。
（2）写出NaClO₃发生反应的主要离子方程式_____________________________；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO₃时，可能会生成有毒气体，写出生成该有毒气体的离子方程式___________________________。
（3）“加Na₂CO₃调pH至a”,过滤所得到的沉淀成分为                    。
（4）“操作1”中包含3个基本实验操作，它们依次是_________、__________和过滤。制得的CoCl₂·6H₂O在烘干时需减压烘干的原因是__________________。
（5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。向“滤液”中加入萃取剂 的目的是_________；其使用的最佳pH范围是________________。

A．2．0~2．5    B．3．0~3．5
C．4．0~4．5    D．5．0~5．5

【化学一选修2：化学与技术】(15分）纳米材料二氧化钛(TiO₂)具有很高的化学活性，可做性能优良的催化剂。
（1）工业上二氧化钛的制备是：
Ⅰ.将干燥后的金红石（主要成分TiO₂，主要杂质SiO₂)与碳粉混合装人氯化炉中，在髙温下通人Cl₂，制得混有SiCl₄杂质的TiCl₄。
Ⅱ.将混有SiCl₄杂质的TiCl₄分离，得到纯净的TiCl₄。
Ⅲ.在TiCl₄中加水、加热，水解得到沉淀TiO₂•xH₂O。
Ⅳ.TiO₂•xH₂O高温分解得到TiO₂。
①TiCl₄与SiCl₄在常温下的状态是         。Ⅱ中所采取的操作名称         。
②如实验IV中，应将TiO₂•xH₂O放在       (填仪器编号）中加热。

（2）据报道“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO₂，TiO₂受太阳光照射后，产生的电子被空气或水中的氧获得，生成H₂O₂，其过程大致如下：
．O₂ → 2O
．O + H₂O → 2OH(羟基)
．OH + OH → H₂O₂
① b中破坏的是        (填“极性共价键”或“非极性共价键”）。
② H₂O₂能清除路面空气中的C_XH_Y、CO等，其主要是利用了H₂O₂的       _(填“氧化性”或“还原性”）。
（3）过氧化氢是重要的化学试剂，它的水溶液又称为双氧水，常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液，准确测定了过氧化氢的含量。请填写下列空白：
①取10．00mL密度为g/mL的过氧化氢溶液稀释至250mL。取稀释后的过氧化氢溶液25．00mL至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释，作被测试样。用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数配平及化学式填写在方框里。
MnO₄^- +        H₂O₂ +        H⁺ ="="      Mn²⁺ +       H₂O +      
②滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入         （填“酸式”或“碱式”）滴定管中。滴定到达终点的现象是                          。
③重复滴定三次，平均耗用cmol/L KMnO₄标准溶液VmL，则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为              。
④若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果          （填“偏髙”或“偏低” 或“不变”）。

[化学—选修2：化学与技术]银、铜均属于重金属，从银铜合金废料中回收银并制备含铜化合物产品的工艺如图所示：

（1）熔炼时被氧化的元素是      ，酸浸时反应的离子方程式为      。为提高酸浸时铜元素的浸出率及浸出速率，酸浸前应对渣料进行处理，其处理方法是      。
（2）操作a是      ，固体B转化为CuAlO₂的过程中，存在如下反应，请填写空白处：
CuO+       Al₂O₃      +       ↑。
（3）若残渣A中含有n mol Ag，将该残渣全部与足量的稀HNO₃置于某容器中进行反应，写出反应的化学方程式     。为彻底消除污染，可将反应中产生的气体与V L（标准状况）空气混合通入水中，则V至少为      L（设空气中氧气的体积分数为0．2）。
（4）已知2Cu⁺Cu+Cu²⁺，试分析CuAlO₂分别与足量盐酸、稀硝酸混合后，产生现象的异同点      。
（5）假设粗银中的杂质只有少量的铜，利用电化学方法对其进行精炼，则粗银应与电源的      极相连，当两个电极上质量变化值相差30．4g时，则两个电极上银质量的变化值相差      g。

选做【化学—化学与技术】工业上一种制备氯化铁及高铁酸钾的工艺流程如下：

（1）吸收塔中的吸收剂X是       ；从副产物FeCl₃溶液中获得FeCl₃·6H₂O的操作是        、加热浓缩、再冷却结晶。
（2）用FeCl₃溶液（副产物）腐蚀印刷线路板所得的废液中含FeCl₃、FeCl₂和CuCl₂，用化学方法可以回收废液中铜；合并过滤后的剩余液体可以作为上述工艺流程中的吸收剂X。则在此过程中，先后加入的物质分别是                      。
（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，请根据复分解反应原理分析反应发生的原因：          。K₂FeO₄在水溶液中易发生反应：4FeO₄^2－+10H₂O4Fe(OH）₃+8OH^－+3O₂↑，在提纯K₂FeO₄时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用            （填序号）。
a．H₂O         
b．稀KOH溶液、异丙醇
c．NH₄Cl溶液、异丙醇   
d．Fe(NO₃）₃溶液、异丙醇

【化学──化学与技术】硼镁泥是一种工业废料，主要成份是MgO（占40%），还有CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质，以此为原料制取的硫酸镁，可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO₄·7H₂O的流程如下：

根据题意回答第（1）～（6）题：
（1）实验中需用1mol/L的硫酸800 mL，若用98%的浓硫酸（ρ=" 1.84" g/mL）来配制，量取浓硫酸时，需使用的量筒的规格为

A．10 mL

B．20 mL

C．50 mL

D．100 mL

（2）加入的NaClO可与Mn²⁺反应：Mn²⁺ + ClO^- + H₂O ＝ MnO₂↓ + 2H⁺ + Cl^-，还有一种离子也会被NaClO氧化，该反应的离子方程式为               。
（3）滤渣的主要成份除含有Fe(OH)₃、Al(OH)₃外，还有                。
（4）在“除钙”前，需检验滤液中Fe³⁺是否被除尽，简述检验方法             。
（5）已知MgSO₄、CaSO₄的溶解度如下表：

温度（℃）	40	50	60	70
MgSO4	30.9	33.4	35.6	36.9
CaSO4	0.210	0.207	0.201	0.193

“除钙”是将MgSO₄和CaSO₄混合溶液中的CaSO₄除去，根据上表数据，简要说明操作步骤              。“操作I”是将滤液继续蒸发浓缩，冷却结晶，          ，便得到了MgSO₄·7H₂O。
（6）实验中提供的硼镁泥共100 g，得到的MgSO₄·7H₂O为172.2 g，则MgSO₄·7H₂O的产率为      。

选考【化学——选修2：化学与技术】某工厂从废含镍有机催化剂中回收镍的工艺流程如图所示（已知废催化剂中舍有Ni70．0%及一定量的Al、Fe、SiO₂和有机物，镍及其化台物的化学性质与铁的类似，但Ni^2－的性质较稳定）。

已知：部分阳离子以氢氧化物的形式完全沉淀时的pH如下表所示，回答下列间题

（1）滤渣a的成分是________，用乙醇洗涤废催化剂的目的是________，从废渣中回收乙醇的方法是________。
（2）为提高酸浸速率，可采取的措施有（答两条）________________。
（3）向A中加人 H₂O₂时反应的离子方程式为__________．试剂x可以是________。
（4）用方程式表示出由沉淀。制取单质镍的方法_________、________。回收mkg上述废催化剂的过程中，若将溶液pH调整为6时消耗了a kgNi(OH)₂，从洗涤到得到滤液B的过程中镍的损失率为3%，后几步操作过程中镍的损失率为5%，则最终得到单质镍的质量为________kg（填计算式）。
（5）利用化学镀（待镀件直接置于含有镀层金属的化合物的溶液中）可以在金属、塑料、陶瓷等物品表面镀上一层金属镍或铬等金属，某化学镀镍的溶液中含有Ni^2＋和H₂PO₂^－，在酸性条件下发生的反应之一如下，请配平该反应。

与电镀相比，化掌镀的最大优点是：________________________________。

锌钡白是一种白色颜料。工业上是由ZnSO₄与BaS溶液混合而成：BaS＋ZnSO₄＝ZnS↓＋BaSO₄↓。请根据以下工业生产流程回答有关问题。

Ⅰ、ZnSO₄溶液的制备与提纯：
有关资料：a．菱锌矿的主要成分是ZnCO₃，含少量SiO₂、FeCO₃、Cu₂(OH)₂CO₃等；
b．Zn(OH)₂与Al(OH)₃相似，能溶于过量的NaOH溶液生成Na₂ZnO₂。
（1）②中使用的氧化剂最好是下列的   （选填字母代号）。

A．Cl2

B．浓HNO3

C．KMnO4

D．H2O2

（2）为了达到综合利用、节能减排的目的，上述流程步骤④中的CO₂可以来自于步骤     （选填①、②、③、⑤）。
（3）写出步骤④后产生滤渣3的化学式      。
（4）与Al相似，Zn也能溶于NaOH溶液。写出将Zn片和Cu片放入NaOH溶液中形成原电池的负极电极反应式：                      。
Ⅱ、BaS溶液的制备：

有关数据：Ba(s)＋S(s)＋2O₂(g)＝BaSO₄(s)  ΔH₁＝－1473.2 kJ·mol^-1
C(s)＋O₂(g)＝CO(g)  ΔH₂＝－110.5 kJ·mol^-1
Ba(s)＋S(s)＝BaS(s) ΔH₃＝－460 kJ·mol^-1
（5）若煅烧还原的产物仅为BaS和CO，则其反应的热化学方程式为：      。
Ⅲ、制取锌钡白：
（6）如果生产流程步骤⑤硫酸过量，则ZnSO₄与BaS溶液混合制取锌钡白产生的后果是   。

选考[化学---选修2：化学与技术]银、铜均属于重金属，从银铜合金废料中回收银并制备含铜化合物产品的工艺如图所示：

（1）熔炼时被氧化的元素是      ，酸浸时反应的离子方程式为      。为提高酸浸时铜元素的浸出率及浸出速率，酸浸前应对渣料进行处理，其处理方法是      。
（2）操作a是      ，固体B转化为CuAlO₂的过程中，存在如下反应，请填写空白处：
   CuO+     Al₂O₃      +       ↑。
（3）若残渣A中含有n mol Ag，将该残渣全部与足量的稀HNO₃置于某容器中进行反应，写出反应的化学方程式     。为彻底消除污染，可将反应中产生的气体与V L（标准状况）空气混合通入水中，
则V至少为      L（设空气中氧气的体积分数为0.2）。
（4）已知2Cu⁺  Cu+Cu²⁺，试分析CuAlO₂分别与足量盐酸、稀硝酸混合后，产生现象的异同点      。
（5）假设粗银中的杂质只有少量的铜，利用电化学方法对其进行精炼，则粗银应与电源的      极相连，当两个电极上质量变化值相差30.4g时，则两个电极上银质量的变化值相差      g。

(12分)【化学——化学与技术】黄铜矿在我国储量丰富，主要产地集中在长江中下游地区、川滇地区、山西南部中条山地区、甘肃的河西走廊以及西藏高原等。这种铜矿石所含主要成分为CuFeS₂，某企业以其为原料炼制精铜的工艺流程示意图如下：

请回答下列问题：
（1）在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到l000℃，矿砂与空气反应生成冰铜(由Cu₂S和FeS互相熔合而成)和大气污染物A，该过程中发生主要反应的化学方程式为_________________；A可用于海水提溴，在粗溴提纯环节中，A参与反应的化学方程式为__________________；利用反射炉中产生的矿渣可生产一种良好的无机高分子絮凝剂——聚硅酸铁，其具有净水作用。将下列各项中物质加入水中后，不具有类似聚硅酸铁的净水作用的是_____________(填下列序号字母)
a．明矾         b．硫酸镁          c．硫酸铁          d．硫酸铝
（2）冰铜所含铜元素的质量分数为20％～50％。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂)在1200℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的部分Cu₂S被氧化成Cu₂O，生成的Cu₂O再与Cu₂S反应，得到粗铜，用一个反应的化学方程式表示利用冰铜生产粗铜的过程________，利用这种工艺生产2 t含铜量为98％的粗铜，至少需要铜元素含量为40％的冰铜_______t。
（3）以CuSO₄溶液为电解液，电解精炼铜(粗铜中含Fe、Ag、Pt、Au等杂质)。下列说法中，正确的是______(填下列序号字母)。
a．电能全部转化为化学能    
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．电解液中Cu²⁺向阳极移动
d．从阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属

【化学选修-化学与技术】(15分)铈、铬、钛、镍虽不是中学阶段常见的金属元素，但在工业生产中有着重要作用。
（1）二氧化铈 (CeO₂)在平板电视显示屏中有着重要应用。CeO₂在稀硫酸和H₂O₂的作用下可生成Ce³⁺，CeO₂在该反应中作______________剂。
（2）自然界中Cr主要以+3价和+6价存在。+6价的Cr能引起细胞的突变，可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬。写出过程中的离子方程式：                           。
（3）钛（Ti）被誉为“二十一世纪的金属”，工业上在550℃时用钠与四氯化钛反应可制得钛，该反应的化学方程式是                                                 。
（4）NiSO₄·xH₂O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于镀镍、电池等，可由电镀废渣(除镍外，还含有铜、锌、铁等元素)为原料获得。操作步骤如下：

①向滤液Ⅰ中加入FeS是为了除去Cu²⁺、Zn²⁺等杂质，除去Cu²⁺的离子方程式为              。
②对滤液Ⅱ先加H₂O₂再调pH，加H₂O₂的目的是              ，调pH的目的是                。
③滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO₄，加Na₂CO₃过滤后，再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO₄，这两步操作的目的是                                                       。

亚氯酸钠(NaClO₂)常用于水的消毒和砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是用过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

己知：①NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出ANClO₂.3H₂O
②
（1）吸收塔内发生反应的离子方程式为________。该工艺流程中的NaClO₃、ClO₂、NaClO₂都是强氧化剂，它们都能和浓盐酸反应制取Cl₂若用二氧化氯和浓盐酸反应制取Cl₂，当生成5molCl₂时，通过还原反应制得氯气的质量为________g。
（2）从滤液中得到NaClO₂.3H₂O晶体的所需操作依次是________（填写序号）。
a．蒸馏   
b．灼烧   
c．过滤   
d．冷却结晶   
e．加热蒸发
（3）印染工业常用亚氯酸钠(NaClO₂)漂白织物，漂白织物时真正起作用的是HClO₂。下表是25℃时HClO₂及几种常见弱酸的电离平衡常数：

①常温下，物质的量浓度相等的NaClO₂、NaF、NaCN、Na₂S四种溶液的pH由大到小的顺序为_________（用化学式表示）；
体积相等，物质的量浓度相同的NaF、NaCN两溶液中所含阴阳离子总数的大小关系为：________（填“前者大”“相等”或“后者大”）。
②是常用的沉淀剂。某工业污水中含有等浓度的Cu^2＋ 、Fe^2＋ 、Pb^2＋离子，滴加Na₂S 溶液后首先析出的沉淀是________；当最后一种离子沉淀完全时（该离子浓度为l0 mol/L），此时体系中的S^2－的浓度为____________.

【化学-选修2：化学与技术】镁合金废料回收最常用的是熔炼法，其主要工艺流程为：
废料预处理→熔化→除铁→除气和除渣→铸造。
（1）废料预处理包括粉碎、除油污和油漆。
①粉碎方法有干态机械粉碎法和湿喷机械粉碎法，其中容易造成危险的方法是      ，理由是                                                      。
②把油污和油漆一次性除去最适宜的方法是
A.用热碱洗涤，过滤 
B.用有机溶剂溶解，过滤 
C.加热气化除去
（2）镁合金在加热到935K时熔化，并不断向其中通入氩气做保护气。若液态镁与空气接触，不但会发生反应产生杂质，而且降低了镁的回收率。写出与空气的两个主要反应方程式                   、                   。
（3）向熔融镁中加入固体硼砂（B₂O₃）除铁，生成FeB₂沉渣，写出有关的化学反应方程式           。
（4）镁合金除了含有铁之外，还含有少量铝。加入C₂Cl₆可以除去液态镁中的氢气，还能把铝转化为Al₄C₃沉渣：
C₂Cl₆→2C+3Cl₂ （1）
3C+4Al→Al₄C₃  （2）
①除气除渣炉排出的污染性气体有             。
②如果1t镁合金中，铝占3.6‰，则除去铝最少需要加入C₂Cl₆          g。

选考[化学—选修化学与技术]
通常情况下，当空气中CO₂的体积分数超过0.050%时，会引起明显的温室效应。为减小和消除CO₂对环境的影响，各国都在限制CO₂的排量，同时也加强对CO₂创新利用的研究。
（1）目前，推广用超临界CO₂（介于气态和液态之间）代替氟利昂作致冷剂，这一做法对环境的积极意义是                           。
（2）科学家为提取空气中的CO₂，把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO₂从溶液中提取出来，经化学反应使之变为可再生燃料甲醇。流程如图：

①分解池中反应的化学方程式为：                   。
②合成塔中，若有4.4g CO₂与足量H₂恰好反应生成气态产物，放出4.947kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：                              。
（3）某同学拟用沉淀法测定空气中CO₂的体积分数，他查得CaCO₃、BaCO₃的溶度积K_sp分别为4.96×10^-9、2.58×10^-9。他最好将空气通入足量的          溶液，实验时除测定温度、压强和空气的体积外，还需测定                  。