高中化学晶格能的应用填空题

蓝铜矿主要含xCuCO₃·yCu(OH)₂，还含有少量Fe的化合物，工业上以蓝铜矿为原料制备Cu、CaCO₃和CuSO₄．5H₂O。具体方法步骤如下：

已知：

金属离子	Fe^3+	Fe^2+	Cu^2+
pH	氢氧化物开始沉淀	1.9	7.0	4.7
氢氧化物完全沉淀	3.2	9.0	6.7

 
（1）蓝铜矿的主要成分与焦炭高温条件可以生成铜、二氧化碳和水，写出该反应的化学方程式
                                                                     。
（2）从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为            （填代号）。
a．KMnO₄     b．K₂Cr₂O₇    c．H₂O₂      d．氯水
（3）在溶液B中加入CuO的作用是调节溶液pH，则pH的范围为           。
（4）由溶液C获得CuSO₄．5H₂O，需要经过加热蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作，加热蒸发至         时停止加热。
（5）制备CaCO₃时，应向CaCl₂溶液中先通人(或加入）试剂②，则试剂②可以是            
(填代号）；
a．氨水        b．盐酸       c．水蒸气      d．NaOH溶液
如果不加人试剂②，则CaCl₂溶液不能与CO₂反应生成CaCO₃，请依据难溶电解质的沉淀溶解平衡原理分析可能的原因                                                                 。
（6）为确定试剂①的用量，需测定溶液A中Fe²⁺的浓度。实验操作为：准确量取20.00mL 溶液A于锥形瓶中，用0.01200 mol/L的酸性KMnO₄标准溶液滴定至终点，消耗KMnO₄标准溶液15.00 mL，则溶液A中Fe²⁺的浓度为                  。

以水氯镁石(主要成分为MgCl₂·6H₂O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：

(1)预氨化过程中有Mg(OH)₂沉淀生成，已知常温下Mg(OH)₂的K_sp＝1.8×10^－11，若溶液中c(OH^－)＝3.0×10^－6 mol·L^－1，则溶液中c(Mg^2＋)＝       。
(2)上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式                      
(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁4.66 g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00 g和标准状况下CO₂ 0.896 L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。
(4)若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO₃，则产品中镁的质量分数       (填“升高”、“降低”或“不变”)。

活性ZnO在橡胶、塑料、涂料工业中有重要应用，一种由粗ZnO(含FeO、CuO)制备活性ZnO的流程如下(已知：碱式碳酸锌经焙烧可制得活性ZnO)：

已知：几种离子生成氢氧化物沉淀时的pH如表：

待沉淀离子	Fe^2^＋	Fe^3^＋	Zn^2^＋	Cu^2^＋
开始沉淀时pH	6.34	1.48	6.2	5.2
完全沉淀时pH	9.7	3.2	8.0	6.4

 
请回答下列问题：
(1)步骤A加H₂O₂发生反应的离子方程式是                                     ，该步骤需控制溶液pH的范围是                                            。
(2)A溶液中主要含有的溶质是           。
(3)碱式碳酸锌经焙烧制得活性ZnO的反应ΔH＞0，该反应能自发进行的原因是ΔS       (选填“＝”、“＞”或“＜”)0。
(4)若经处理后的废水pH＝8，此时Zn^2＋的浓度为       mg/L(常温下，K_sp[Zn(OH)₂]＝1.2×10^－17)。

氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，不溶于水、乙醇及稀硫酸，熔点422
℃，沸点1366 ℃，在空气中迅速被氧化成绿色，常用作有机合成工业中的催化剂。以粗盐水(含Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2—等杂质)、Cu、稀硫酸、SO₂等为原料合成CuCl的工艺流程如下：

(1)A的化学式为________。
(2)写出反应Ⅴ的化学方程式______________________________________
(3)写出反应Ⅵ的离子方程式______________________________________
(4)本工艺中可以循环利用的物质是(用化学式表示)___________________________
(5)反应Ⅵ后，过滤得到CuCl沉淀，用无水乙醇洗涤沉淀，在真空干燥机内于70 ℃     燥2小时，冷却，密封包装即得产品。于70 ℃真空干燥的目的是_________________________

利用钛白工业的副产品FeSO₄（含Al₂(SO₄)₃和少量重金属离子）可以生产电池级高纯超微细草酸亚铁。其工艺流程如下：

已知：①5Fe²⁺+ MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺ +Mn²⁺+4H₂O
5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
（1）沉淀过程的反应温度为40℃，温度不宜过高的原因除了控制沉淀的粒径外，还有     。
（2）滤液经处理可得到副产品                。
（3）实验室测定高纯超微细草酸亚铁组成的步骤依次为：
步骤1：准确称量一定量草酸亚铁样品，加入25 mL 2 mol·L^-1的H₂SO₄溶解。
步骤2：用0.2000 mol·L^-1标准KMnO₄溶液滴定，消耗其体积30.40 mL。
步骤3：向滴定后的溶液中加入2 g Zn粉和5 mL 2 mol·L^-1的H₂SO₄溶液，将Fe³⁺还原为Fe²⁺。
步骤4：过滤，滤液用上述标准KMnO₄溶液滴定，消耗溶液10.00 mL。
则样品中C₂O₄^2-的物质的量为     。（写出计算过程）
（4）将一定量高锰酸钾溶液与酸化的草酸亚铁溶液混合，测得反应 液中Mn²⁺的浓度随反应时间t的变化如图，其变化趋势的原因可能为         。

碘化钠是制备无机和有机碘化物的原料，在医药上用作祛痰剂和利尿剂等。工业上用铁屑还原法制备NaI，其主要流程如下图：

（1）写出铁屑转化为Fe(OH)₃反应的离子方程式：                                。
（2）判断碘已完全反应的方法是                                                。
（3）由滤液得到NaI晶体的操作是                                              。
（4）测定产品中NaI含量的方法是：
a．称取3．000g样品溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25．00mL待测溶液于锥形瓶中；
c．用0．100mol溶液滴定至终点，消耗溶液体积的平均值为19．00mL。
①上述测定过程所需仪器中，需要检查是否漏液的仪器有                         ，
其中使用前需进行润洗的仪器是                        ；
②上述样品中NaI的质量分数为                                              。

从明矾[KAl(SO₄)₂·12H₂O]制备Al、K₂SO₄和H₂SO₄的流程如下：

明矾焙烧的化学方程式为：4KAl(SO₄)₂·12H₂O+3S＝2K₂SO₄ +2Al₂O₃+9SO₂↑+48H₂O
请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，氧化剂是                 。
（2）步骤②中，为提高浸出率，可采取的措施有             。

A．粉碎固体混合物

B．降低温度

C．不断搅拌

D．缩短浸泡时间

（3）从水浸后的滤液中得到K₂SO₄晶体的方法是          。
（4）步骤③电解的化学方程式是               ，电解池的电极是用碳素材料做成，电解过程中，阳极材料需要定期更换，原因是：         。
（5）以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)₂，则该电池的正极电极反应式是                                      。
（6）焙烧a吨明矾（摩尔质量为b g/mol），若SO₂的转化率为96%，可生产质量分数为98％的H₂SO₄质量为                      吨(列出计算表达式)。

二氧化氯泡腾片，有效成分（ClO₂）是一种高效、安全的杀菌、消毒剂。
方法一：氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO₂气体的方法。该法工艺原理如图。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO₃）与盐酸反应生成ClO₂。

（1）工艺中可利用的单质有__________（填化学式），发生器中生成ClO₂的化学方程式为_____________。
（2）此法的缺点主要是______________________________________。
方法二：最近，科学家又研究出了一种新的制备方法，纤维素还原法制ClO₂，其原理是：纤维素水解得到的最终产物X与NaClO₃反应生成ClO₂。
（3）配平方程式： □ （X） +□NaClO₃+□H₂SO₄→□ClO₂↑+□CO₂↑+□H₂O+□______
若反应中产生4.48L（折算成标准状况下）气体，电子转移________ 个。
（4）ClO₂和Cl₂均能将电镀废水中的CN^—氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl^—。处理含CN^—相同量的电镀废水，所需Cl₂的物质的量是ClO₂的_______倍。
方法三：实验室常用氯酸钠(NaClO₃)和亚硫酸钠(Na₂SO₃)用硫酸酸化，加热制备二氧化氯，化学反应方程式为：2NaClO₃+Na₂SO₃＋H₂SO₄2ClO₂↑+2Na₂SO₄＋H₂O
（5）反应中的Na₂SO₃溶液中存在如下平衡：H₂OH⁺+OH^-和 ________________（用离子方程式表示）.
常温下，0.1mol/L该溶液中离子浓度由大到小排列__________________（用离子符号表示）
（6）常温下，已知NaHSO₃溶液呈酸性，在Na₂SO₃溶液中滴加稀盐酸至中性时，溶质的主要成分有________________。（用化学式表示）

某研究小组设计如下工艺路线提纯工业碳酸钠。已知工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^3＋、Cl^－、和SO₄^2—等杂质。

Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示：

Ⅱ.有关物质的溶度积如下：

物质	CaCO3	MgCO3	Ca(OH)2	Mg(OH)2	Fe(OH)3
Ksp	4.96×10^－^9	6.82×10^－^6	4.68×10^－^6	5.61×10^－^12	2.64×10^－^39

 
根据所给信息，回答下列问题：
(1)加入NaOH溶液时发生的离子方程式为___________________________。
向含有Mg^2＋、Fe^3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c(Mg^2＋)∶c(Fe^3＋)＝__________________________________________
(2)“趁热过滤”时的温度应控制在____________________________________
(3)有人从“绿色化学”的角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行__________________，并说明理由_______________________________________

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，它对环境污染很大，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，且含有钙、铁、镁等离子)制备BaCl₂·2H₂O，工艺流程如图所示。已知常温下Fe^3＋、Mg^2＋完全沉淀的pH分别是3.4、12.4。

(1)SiCl₄水解控制在40 ℃的原因是___________________________________。
已知：SiCl₄(s)＋H₂(g)=SiHCl₃(s)＋HCl(g) ΔH₁＝＋47 kJ·mol^－1
Si(s)＋3HCl(g)=SiHCl₃(s)＋H₂(g) ΔH₂＝－189 kJ·mol^－1
则由SiCl₄制备硅的热化学方程式为__________________________________。
(2)加钡矿粉时生成BaCl₂的离子反应方程式是_________________________。
(3)加20% NaOH溶液调节pH＝12.5，得到滤渣A的主要成分是________，控制温度70 ℃的目的是____________________________________________。
(4)BaCl₂滤液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤，再经真空干燥后得到BaCl₂·2H₂O。实验室中蒸发浓缩，用到的含硅酸盐的仪器有__________种。
(5)为体现该工艺的绿色化学思想，该工艺中能循环利用的物质是____________。

工业上利用锌焙砂（主要含ZnO、ZnFe₂O₄，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物）制取金属锌的流程如图所示。回答下列问题：

（1）酸浸时ZnFe₂O₄会生成两种盐，该反应的化学方程式为     
（2）净化I操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe^2＋氧化；第二步是控制溶液pH，使Fe^3＋转为Fe(OH)₃沉淀。
①写出酸性条件下H₂O₂与Fe^2＋反应的离子方程式     
②25⁰C时，pH=3的溶液中，c (Fe^3＋)＝     mol/L（已知25℃，。
③净化I生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是     。
（3）若没有净化II操作，则对锌的制备带来的影响是        。
（4）本流程中可以循环利用的物质除锌外还有        。

用含有Al₂O₃、SiO₂和少量FeO·xFe₂O₃的铝灰制备Al₂(SO₄)₃·18H₂O，工艺流程如下：
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H₂SO₄，过滤：
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO₄溶液，调节溶液的pH约为3；
Ⅲ.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；
Ⅳ.加入MnSO₄至紫红色消失，过滤；
Ⅴ.浓缩、结晶、分离，得到产品。
(1)H₂SO₄溶解Al₂O₃的离子方程式是___________________________________
_________________________。
(2)将MnO₄^—氧化Fe^2＋的离子方程式补充完整：4^2—

(3)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	1.5
完全沉淀时	4.7	8.3	2.8

 
注：金属离子的起始浓度为0.1 mol·L^－1。
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的____________________________________。
(4)已知：一定条件下，MnO₄^—可与Mn^2＋反应生成MnO₂。
①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO₂的现象是
_________________________________________________________________。
②Ⅳ中加入MnSO₄的目的是______________________________________。

难溶性杂卤石(K₂SO₄·MgSO₄·2CaSO₄·2H₂O)属于“呆矿”，在水中存在如下平衡：
K₂SO₄·MgSO₄·2CaSO₄·2H₂O(s)2Ca^2＋＋2K^＋＋Mg^2＋＋4SO₄^2—＋2H₂O
为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH)₂溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：

(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Ca(OH)₂溶液能溶解杂卤石浸出K^＋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pH至中性。

(4)不同温度下，K^＋的浸出浓度与溶浸时间的关系如图。由图可得，随着温度升高，
①_______________________________________________________，
②_______________________________________________________。
(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：CaSO₄(s)＋CO₃^2—CaCO₃(s)＋SO
已知298 K时，K_sp(CaCO₃)＝2.80×10^－9，
K_sp(CaSO₄)＝4.90×10^－5，求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。

MnCO₃可用作电讯器材元件材料，还可用作瓷釉、颜料及制造锰盐的原料。实验室模拟以MnO₂为原料生产MnCO₃的工艺流程如下：

已知：MnCO₃难溶于水和乙醇，受热易分解。
⑴ 实验室中过滤操作所用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、   。
⑵①检验水洗是否合格的方法是       。
②水洗结束后，用乙醇洗涤的目的是       。
⑶ MnCO₃在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图所示。则300℃时，剩余固体中n(Mn)∶n(O)为       ；图中点D对应固体的成分为   （填化学式）。

高铁酸钾(K₂FeO₄)是新型多功能水处理剂，碱性条件下性质稳定，其生产过程如下：

请回答下列问题
（1）氯碱工业制Cl₂的化学反应方程式                                  ；
（2）生成“反应液Ⅱ”的离子方程式是      ；（3）使用碱性KClO的原因是    ；
（4）从“反应液II”中分离出K2FeO4后 ，副产品是KCl和      (填化学式)，该混合物可用         方法分离提纯（填字母序号）；

A．过滤

B．分液

C．蒸馏

D．重结晶

（5）工业生产3.96t K₂FeO₄，理论上消耗Cl₂的物质的量为______mol。