高中化学晶格能的应用计算题

用硫铁矿（主要含FeS₂、SiO₂等）制备莫尔盐的流程如下：

已知：“还原”时，FeS₂与H₂SO₄不反应，Fe³⁺通过反应Ⅰ、Ⅱ被还原，其中反应Ⅰ如下：
2Fe³⁺+ FeS₂=2S↓+3Fe²⁺
（1）“还原”时，pH不宜过高的原因是_________，写出“还原”时反应Ⅱ的离子方程式：__________。
（2）实验测得“还原”时反应Ⅰ、Ⅱ中被还原的Fe³⁺的物质的量之比为2：7。计算“还原”后溶液Fe²⁺的浓度即可确定后面所加(NH₄)₂SO₄的量（溶液体积变化忽略不计）

离子	离子浓度（mol·L^－1）
还原前	还原后
SO4^2^－	3.20	3.50
Fe^2+	0.15

（3）称取23.52g新制莫尔盐，溶于水配成溶液并分成两等份。一份加入足量的BaCl₂溶液，得到白色沉淀13.98g；另一份用0.2000mol/LK₂Cr₂O₇酸性溶液滴定，当Cr₂O₇^2-恰好完全被还原为Cr³⁺时，消耗溶液的体积为25.00mL。试确定莫尔盐的化学式（请给出计算过程）。

铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr₂O₃，还含有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）的流程图：

根据题意回答下列问题：
（1）固体X中主要含有      （填写化学式）；要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4．5，应该使用      （填写仪器或试剂名称）。
（2）酸化步骤用醋酸调节溶液pH <5，其目的是      。
（3）操作Ⅲ有多步组成，获得K₂Cr₂O₇晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩、
         、过滤、       、干燥。
（4）下表是相关物质的溶解度数据，操作III发生反应的化学方程式是。该反应在溶液中能发生的理由是：                。

（5）副产品Y主要含氢氧化铝，还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质，精确分析Y中氢氧化铝含量的方法是称取ng样品，加入过量         （填写试剂）、溶解、过滤、再加入过量             （填写试剂）、……灼烧、冷却、称量，得干燥固体mg。计算祥品中氢氧化铝的质量分数为            （用含m、n的代数式表示）。

多晶硅（硅单质的一种）被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl₄为主，它环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。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）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
回答下列问题：
（1）SiCl₄发生水解反应的化学方程式为_______________________________________
（2）用H₂还原SiCl₄蒸汽可制取纯度很高的硅，当反应中有1mol电子转移时吸收59KJ热量，则该反  应的热化学方程式为_____________________________________________
（3）加钡矿粉并调节pH=7的目的是①               ，②               
（4）过滤②后的滤液中Fe³⁺浓度为          （滤液温度25℃，K_sp[Fe(OH)₃]=2.2×10^-38）
（5）生成滤渣A的离子方程式__________________________________________
（6）列式计算出10吨含78.8% BaCO₃的钡矿粉理论上最多能生成BaCl₂·2H₂O的质量为多少吨？

硅藻土是由硅藻死亡后的遗骸沉积形成的，主要成分是 SiO₂和有机质，并含有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO 等杂质。精制硅藻土因为吸附性强、化学性质稳定等特点被广泛应用。下图是生产精制硅藻土并获得Al(OH)₃的工艺流程。

（1）粗硅藻土高温煅烧的目的是     。
（2）反应Ⅲ中生成Al(OH)₃沉淀的化学方程式是     ；氢氧化铝常用作阻燃剂，其原因是     。
（3）实验室用酸碱滴定法测定硅藻土中硅含量的步骤如下：
步骤1：准确称取样品a g，加入适量KOH固体，在高温下充分灼烧，冷却，加水溶解。
步骤2：将所得溶液完全转移至塑料烧杯中，加入硝酸至强酸性，得硅酸浊液。
步骤3：向硅酸浊液中加入NH₄F溶液、饱和KCl溶液，得K₂SiF₆沉淀，用塑料漏斗过滤并洗涤。
步骤4：将K₂SiF₆转移至另一烧杯中，加入一定量蒸馏水，采用70 ℃水浴加热使其充分水解（K₂SiF₆+3H₂O=H₂SiO₃+4HF+2KF）。
步骤5：向上述水解液中加入数滴酚酞，趁热用浓度为c mol·L^－1 NaOH的标准溶液滴定至终点，消耗NaOH标准溶液VmL。
①步骤1中高温灼烧实验所需的仪器除三角架、泥三角、酒精喷灯外还有     。
a．蒸发皿  b．表面皿  c．瓷坩埚   d．铁坩埚
②实验中使用塑料烧杯和塑料漏斗的原因是     。
③步骤3中采用饱和KCl溶液洗涤沉淀，其目的是     。
④步骤4中滴定终点的现象为     。
⑤样品中SiO₂的质量分数可用公式“×100%”进行计算。由此分析步骤5中滴定反应的离子方程式为     。

乙二酸（H₂C₂O₄）是一种重要的化工产品，可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，其制备工艺流程如下：

氧化时控制反应液温度为55～60℃，边搅拌边缓慢滴加浓HNO₃、H₂SO₄混合液，可发生下列反应：
C₆H₁₂O₆＋18HNO₃→3H₂C₂O₄＋18NO₂↑＋12H₂O
C₆H₁₂O₆＋6HNO₃→3H₂C₂O₄＋6NO↑＋6H₂O
（1）检验氧化后的溶液中是否仍含有葡萄糖的实验方案为     。
（2）氧化时控制反应液温度为55～60℃的原因是     。
（3）若水解时淀粉利用率为80%，氧化时葡萄糖的利用率为80%，结晶时有10%的乙二酸遗留在溶液中。则30 kg淀粉可生产乙二酸的质量为     。
（4）生产中产生的NO_x用氧气和水吸收后产生硝酸循环利用，若尾气NO_x中n(NO₂)︰n(NO)＝2︰1，且NO_x的吸收转化率为90%。计算：理论上，每生产9 kg乙二酸至少需要补充质量分数为63%的硝酸溶液多少千克。（写出计算过程）

工业上用重晶石（BaSO₄)制备BaCO₃的常用方法主要有高温锻烧还原法、沉淀转化法等。高温煅烧还原法的工艺流程可简单的表示如下：

（1）若“煅烧”时产生一种有毒的还原性气体，则反应的化学方程式为______。
（2）工业上煅烧重晶石矿粉时，为使BaSO₄得到充分的还原和维持及应所需的高温，应采取的措施是______。
a．加人过量的炭，同时通入空气  b．设法将生成的BaS及时移出
（3）在第一次过滤后洗涤，检验是否洗涤干净的试剂最好是______。
（4）沉淀转化法制备BaCO₃可用饱和Na₂CO₃溶液将BaSO₄转化为BaCO₃：
BaSO₄ (s)+CO₃^2－(aq)BaCO₃(s)+SO₄^2－(aq)
则：①在实验室将少量BaSO₄固体全部转化为BaCO₃的实验操作方法与步骤为______。
②与高温煅烧还原法相比，沉淀转化法的优点主要有______。
③已知：K_sp(BaCO₃)=2.40×10^－9，K_sp(BaSO₄)=1.20×10^－10。现欲用沉淀转化法将BaSO₄转化为BaCO₃，该反应的平衡常数为______。如用1.00 L 0. 210 mol • L^－1 Na₂CO₃溶液处理，试计算BaSO₄被转化的质量______(要有计算过程，结果保留3位有效数字)。

锶(Sr)为第五周期第II A族元素。高纯六水氯化锶晶体(SrCl₂·6H₂O)具有很高的经济价值，用工业碳酸锶粉末(含少量钡、铁的化合物等杂质)制备高纯六水氯化锶晶体的过程如下图所示。

已知：SrCl₂·6H₂O 晶体在61℃时开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。请回答：
（1）操作①加快反应速率的措施有                             (任写一种方法)。碳酸锶与盐酸反应的离子方程式为                                    。
（2）加入少量30% H₂O₂溶液的发生反应的离子方程式为                         。
（3）步骤③中调节溶液pH至8—10，宜选用的试剂为_______(填序号)：
A．氨水         B．氢氧化钠        C． 氢氧化锶粉末         D．碳酸钠晶体
所得滤渣的主要成分是Fe(OH)₃和                      (填化学式)。
（4）工业上用热风吹干六水氯化锶，选择的适宜温度范围是                。
A．50~60℃      B．70~80℃       C．80~100℃      D．100℃以上 
（5）若滤液中Ba²⁺ 浓度为1×10^－5mol/L，依下表数据推算出滤液中Sr²⁺物质的量浓度不大于                     mol/L。

	SrSO4	BaSO4	Sr(OH)2
Ksp	3.3×10^—7	1.1×10^—10	3.2×10^—4

 

已知卤代烃（R—X，—R表示烃基）在NaOH的水溶液中能发生水解反应，如：
CH₃CH₂Cl+H₂OCH₃CH₂OH+HCl
又如与结构相似的醇不能被氧化成醛或羧酸。
“智能型”大分子，在生物工程中有广泛的应用前景。PMAA就是一种“智能型”大分子，可用于生物制药中大分子和小分子的分离。
下列是以物质A为起始反应物合成PMAA的路线图：

根据以上过程，完成下列问题：
（1）分别写出A和PMAA的结构简式：
A：_____________________,PMAA：_____________________。
（2）上述过程发生的反应类型分别有：_____________________。
（3）写出EF的化学方程式：__________________________________________。

羧酸酯RCOOR′在催化剂存在时可跟醇R″OH发生如下反应(R′、R″是两种不同的烃基)：RCOOR′+R″OHRCOOR″+R′OH，此反应称为酯交换反应，常用于有机合成中。在合成维纶的过程中，有一个步骤是把聚乙酸乙烯酯转化成聚乙烯醇，这一步就是用过量的甲醇进行酯交换反应来实现的。
(1)反应中甲醇过量的原因是__________________________________________________。
(2)写出聚乙烯醇的结构简式：________________________________________________。
(3)写出聚乙酸乙烯酯与甲醇进行酯交换反应的化学方程式：______________________。

将镁条在空气中燃烧的全部产物（氧化镁和氮化镁）溶解在50mL 1.8mol·L^-1的盐酸中，再以20mL 0.9mol·L^-1的NaOH中和多余的酸。然后再向溶液中加入过量的NaOH溶液将氨全部蒸发出来，用足量的盐酸吸收，经测定氨的质量为0.102g，求镁条的质量。（提示：N₂+3MgMg₃N₂,Mg₃N₂+8HCl3MgCl₂+2NH₄Cl）

工业上制取铝的流程如下：

注：冰晶石的作用是使E在较低温度下熔化。
（1）试写出下列物质的化学式：
A____________，B____________，C____________，D____________，E____________。
（2）在用此法制取铝时，分析铝土矿和赤泥（提取Al₂O₃之后的残渣）所得数据如下：

Al2O3	Fe2O3	Na2O	铝土矿
55%	16%	0%	赤泥
15%	48%	8%

试求制取1 t Al₂O₃所需铝矾土和苛性钠的质量。

聚甲基丙烯酸羟乙脂的结构简式为，它是制作软质隐形眼镜的材料。请写出下列有关反应的化学方程式：
（1）由甲基丙烯酸羟乙脂制备聚甲基丙烯酸羟乙脂。
（2）由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙脂。
（3）由乙烯制备乙二醇。