高中化学晶格能的应用填空题

以硫铁矿烧渣（含有氧化铁和少量硫化亚铁、二氧化硅等）为原料制备聚铁{可表示为Fe₂(OH)_n(SO₄)_3-n/2，和绿矾(FeSO₄.7H₂O)具有成本低、反应快、产品质量高等优点。制备流程如下图：

（1）流程图中溶液X为Fe(SO₄)₃，溶液，据此写出操作①中属于氧化还原反应的离子方程式：____________。
（2）操作②的处理存在弊端，该弊端是_____________。若固体W与KOH溶液昆合加热，其中一个反应的化学方程式为3S+6KOH2K₂S+K₂SO₃+3H₂O，该反应的氧化剂与还原剂质量之比为___________。
（3）操作③需要加入的物质（试剂）是_________，目的是___________________________。
（4）操作⑤是使溶液pH___________（填“增大”或“减小”）。
（5）操作⑥控制温度为70 -80℃的目的是_________________________________________ 。
（6）双氧水在酸性环境（硫酸）中是一种强氧化剂，可以将硫酸亚铁氧化成三价铁，制得Fe₂(OH)_n(SO₄)_3-n/2，反应的化学方程式为__________________________________。

工业上可以从电解铜的阳极泥中提取很多重要物质，其工艺流程如下：

已知：①阳极泥的主要化学成分，如表1所示
表一

主要成份	Cu    Ag     Au      Se     Te
百分含量/%	23．4    12．1     0．9     6．7     3．1

 
②温度和硫酸浓度对阳极泥中各组分浸出率的影响，如表2所示
表二

	固定浸出温度			固定H2SO4浓度
H2SO4浓度 mol/L	浸出率/%		浸出温度/℃	浸出率/%
Cu  Ag  Au  Se  Te		Cu  Ag  Au  Se  Te
4	95．1 4．67  <0．2  0．83 8．93		30	87．1 4．58  <0．2 0．08 6．83
3	94．5 4．65  <0．2  0．28 6．90		40	94．5 4．65  <0．2  0．28 6．90
2	78．1 2．65  <0．2  0．05 2．85		50	96．1 5．90  <0．2  0．64 8．73

 
（1）步骤I的主要目的为浸出铜，此过程中发生的主要反应的化学方程式为____________分析表2数据，可知步骤I最适合的条件为                   。
（2）步骤Ⅱ中，加入Cu粉的目的是除去滤液中含碲的离子，加入NaCl的目的为____。
（3）步骤Ⅲ的操作方法为                     。
（4）步骤Ⅳ中，反应温度为75℃。加入H₂O₂溶液的作用为                  ；此过程中H₂O₂溶液的添加量要远远高于理论值，原因为                  。
（5）步骤Ⅵ中所发生反应的化学方程式为                       。
（6）步骤Ⅶ中，Te的获得可以通过碱性环境下电解Na₂TeO₃溶液实现，其阴极的电极反应式为     。
（7）步骤Ⅷ中得到的Au和Ag混合物可以用____进行分离（填选项字母）。
A．稀硝酸    B．浓盐酸    C．浓氢氡化钠溶液    D．王水

【化学——选修2化学与技术】
由Ca₃(PO₄)₂、SiO₂、焦炭等为原料生产硅胶（SiO₂·nH₂O）、磷、磷酸及CH₃OH，下列工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。

（1）上述反应中，属于置换反应的是     [选填：（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ）、（Ⅳ）、（Ⅴ）]
（2）高温下进行的反应Ⅱ的化学方程式为：                 　　；
固体废弃物CaSiO₃可用于 　　                       　　。
（3）反应Ⅲ需在隔绝氧气和无水条件下进行，其原因是                。
（4）CH₃OH可用作燃料电池的燃料，在强酸性介质中，负极的电极反应式为        。
（5）指出（VI）这一环节在工业生产上的意义  　　          　　
（6）写出由P→H₃PO₄有关反应式
① 　　                       　　
② 　　                       　　

随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广，钛金属日益被人们重视，被誉为“现代金属”和“战略金属”，是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。工业主要以二氧化钛为原料冶炼金属钛。
Ⅰ.二氧化钛可由以下两种方法制备：
方法1：可用含有Fe₂O₃的钛铁矿（主要成分为FeTiO₃，其中Ti元素化合价为+4价）制取，其主要流程如下：

（1）由滤液获得绿矾晶体的操作过程是                 。
（2）甲溶液中除含TiO²⁺之外还含有的金属阳离子有                 。
（3）已知10kg该钛铁矿中铁元素的质量分数为33.6%，能够得到绿矾晶体22.24kg，试计算最少加入铁粉的质量。
方法2：TiCl₄水解生成TiO₂·XH₂O，过滤、水洗除去其中的Cl-，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO₂，此方法制备得到的是纳米二氧化钛。
（4）①TiCl₄水解生成TiO₂·XH₂O的化学方程式为                 。
②检验TiO₂·XH₂O中Cl^-是否被除净的方法是                 。
Ⅱ.二氧化钛可用于制取钛单质
（5）TiO₂制取单质Ti，涉及到的步骤如下：
 
反应②的化学方程式是                 ，该反应成功需要的其他条件及原因是                 。

明矾石经处理后得到明矾[KAl（SO₄）₂·12H₂O]。从明矾制备Al、K₂SO₄和H₂SO₄的工艺过程如下所示：
焙烧明矾的化学方程式为：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，还原剂是________。
（2）从水浸后的滤液中得到K₂SO₄晶体的方法是________。

（3）Al₂O₃在一定条件下可制得AlN，其晶体结构如右图所示，该晶体中Al的配位数是________。
（4）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，该电池反应的化学方程式是________。
（5）焙烧产生的SO₂可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时：
2SO₂（g）＋O₂（g）2SO₃（g）　ΔH₁＝－197 kJ/mol；
H₂O（g）=H₂O（l）　ΔH₂＝－44 kJ/mol；
2SO₂（g）＋O₂（g）＋2H₂O（g）=2H₂SO₄（l）　ΔH₃＝－545 kJ/mol。
则SO₃（g）与H₂O（l）反应的热化学方程式是________。焙烧948 t明矾（M＝474 g/mol），若SO₂的利用率为96%，可生产质量分数为98%的硫酸________t。

（1）以硫酸工业的尾气、氨水、石灰石、焦炭及碳酸氢铵和KCl为原料可以合   成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸氢铵等物质．合成路线如下：

① 生产过程中，反应Ⅰ中需鼓入足量空气，试写出该反应的总方程式                         。
② 反应Ⅱ中需要向溶液中加入适量的对苯二酚等物质（已知对苯二酚具有很强的还原性），其作用可能是           。
③ 反应Ⅲ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为             。
④ 能用于测定尾气中SO₂含量的是            。

A．滴有酚酞的NaOH溶液	B．酸性KMnO4
C．滴有淀粉的碘水	D．BaCl2溶液．

（2）已知铅蓄电池放电时发生如下反应：
负极：Pb-2e^－＋SO₄^2－＝PbSO₄    正极：PbO₂＋4H^＋＋SO₄^2-＋2e^－=PbSO₄＋2H₂O
如果用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制取Cl₂，已知某铅蓄电池中硫酸溶液的体积为0.80L，电解前硫酸溶液浓度为4.50mol.L^-1，当制得29.12 L Cl₂时（指在标准状况下），求理论上电解后电池中硫酸溶液的浓度为（假设电解前后硫酸溶液的体积不变）________ mol.L^-1。

工业上以黄铜矿(主要成分是CuFeS₂,杂质不溶于水和酸)为原料,制备蓝色晶体G,其化学式为[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O,涉及流程如下:

已知25 ℃时,几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的pH范围如下表:

	Fe(OH)2	Cu(OH)2	Fe(OH)3
Ksp	8.0×10^-16	2.2×10^-20	4.0×10^-38
完全沉淀pH	≥9.6	≥6.4	≥3.2

 
(1)加快黄铜矿焙烧速率,可采用的措施有                                            (写两种)。
(2)加入双氧水可能发生反应的离子方程式为                                                   ;
试剂X的化学式为　　　　　　　　。
(3)常温下,0.1 mol/L试剂Y的pH=11,则该温度下,试剂Y的电离常数为　　　　,用pH试纸测该溶液pH的方法是                        　。
(4)已知Cu(OH)₂+4NH₃·H₂O[Cu(NH₃)₄]²⁺+2OH^-+4H₂O,写出该反应的平衡常数表达式:　　　　　　　　。
(5)在溶液N中加入乙醇的目的是                                                  　。

硫铁矿烧渣是一种重要的化工生产中间产物,主要成分是Fe₃O₄、Fe₂O₃、FeO和二氧化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁的流程图:

(1)实验室实现“操作Ⅰ”所用的玻璃仪器有　　　　、玻璃棒和烧杯。“操作Ⅲ”系列操作名称依次为　　　　、　　　　、过滤和洗涤。 
(2)“酸溶”过程中Fe₃O₄溶解的化学反应方程式为                                           。
(3)硫铁矿烧渣在“酸溶”前要粉碎的主要目的是                                              。
(4)实验室检验“反应Ⅰ”已经完全的试剂是　　　　,现象是                                   。
(5)加入适量H₂O₂的目的是氧化Fe²⁺,写出H₂O₂氧化Fe²⁺为Fe³⁺的离子方程式:                             。

焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）常用作食品漂白剂。其制备工艺流程如下：

已知：反应Ⅱ包含2NaHSO₃Na₂S₂O₅＋H₂O等多步反应。
（1）反应I的化学方程式为：                                    。
（2）“灼烧”时发生反应的化学方程式：                                    。
（3）已知Na₂S₂O₅与稀硫酸反应放出SO₂，其离子方程式为：                         。
（4）副产品X的化学式是                   。
（5）为了减少产品Na₂S₂O₅中杂质含量，需控制反应Ⅱ中气体与固体的物质的量之比约为             。检验产品中含有碳酸钠杂质所需试剂是                  （填编号）
①酸性高锰酸钾；②品红溶液；③澄清石灰水；④饱和碳酸氢钠溶液；⑤NaOH；⑥稀硫酸

废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：

（1）电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为________________________________________________________________________。
（2）净化步骤所得滤饼的主要成分是________。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的________。
（3）溶液Ⅰ的主要成分是________。洗涤CoC₂O₄不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是____________________________________________。
（4）将Co₂O₃还原成Co粉的化学反应方程式为____________________。

随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰(MnFe₂O₄)也可以用于热化学循环分解水制氢，MnFe₂O₄的制备流程如下：
 
(1)原料Fe(NO₃)_n中n＝________，投入原料Fe(NO₃)_n和Mn(NO₃)₂的物质的量之比应为________。
(2)步骤二中“连续搅拌”的目的是__________________________________________
步骤三中洗涤干净的标准是________________________________________________
(3)利用MnFe₂O₄热化学循环制氢的反应可表示为：
MnFe₂O₄MnFe₂O_4－x＋O₂↑；
MnFe₂O_4－x＋xH₂OMnFe₂O₄＋xH₂↑
请认真分析上述两个反应并回答下列问题：
①若MnFe₂O_4－x中x＝0.8，则MnFe₂O_4－x中Fe^2＋占全部铁元素的百分率为________。
②该热化学循环制氢法的优点有_____________________、________________________ (答两点即可)。
该热化学循环法制氢尚有不足之处，进一步改进的研究方向是___________________________________________________________。

上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe₂O₃、FeO、SiO₂等)为原料制备高档颜料铁红(Fe₂O₃)，具体生产流程如下：

试回答下列问题：
(1)滤液X中含有的金属阳离子是______________(填离子符号)。
(2)步骤Ⅲ中可选用________调节溶液的pH(填字母)。

A．稀硫酸

B．氨水

C．氢氧化钠溶液

D．高锰酸钾溶液

(3)步骤Ⅳ中，FeCO₃沉淀完全后，溶液中含有少量Fe^2＋，检验Fe^2＋的方法是________________________________。
(4)步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是_____________________________________________。
(5)在空气中煅烧FeCO₃生成产品氧化铁的化学方程式为______________________________。

近年来，高锰酸钾在饮用水和工业污水处理领域的消费需求增长较快。实验室可用二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾。其部分流程如下：
 
(1)第①步中采用铁坩埚而不用瓷坩埚的原因是(用化学方程式表示)________________________________________。
(2)KOH、KClO₃和MnO₂共熔反应生成墨绿色K₂MnO₄的化学方程式为________________________________________。
(3)第④步通入CO₂可以使MnO₄^2—发生反应，生成MnO₄^—和MnO₂。则K₂MnO₄完全反应时，转化为KMnO₄的百分率约为________(精确到0.1%)。
(4)第⑤步趁热过滤的目的是______________________________________。
(5)第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时，停止加热，冷却结晶、________、洗涤、干燥。干燥过程中，温度不宜过高，因为____________________________________。

工业利用精炼镁渣(含有MgO、KCl、MgCl₂、BaCl₂、CaCl₂、FeCl₃等杂质)回收MgCl₂的工业流程如下:

已知:25 ℃时有关物质的溶度积如下:

物质	CaCO3	MgCO3	BaCO3	Mg(OH)2	Fe(OH)3
Ksp	4.96×10^-9	6.82×10^-6	5.1×10^-9	5.61×10^-12	2.64×10^-38

回答下列问题:
(1)写出溶解时的离子方程式                               。
(2)溶解时温度不能太高,也不宜太低,要求控制在35 ℃左右,其理由是               。
(3)操作Ⅰ包含多个操作,分别为             ,过滤,洗涤,烘干。烘干时需要减压烘干,原因是                              。
(4)为减少Na₂CO₃的用量和提高产品质量,在中和工序(中和后溶液接近中性)结束前要检验溶液中是否存在       离子,选择检验该离子的原因是                        。
(5)母液的主要成分                                       。

四氯化钛(TiCl₄)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO₃)制备TiCl₄等产品的一种工艺流程示意图如下：

(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：
Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
2TiO²⁺(无色)+Fe+4H⁺=2Ti³⁺(紫色)+Fe²⁺+2H₂O
Ti³⁺(紫色)+Fe³⁺+H₂O=TiO²⁺(无色)+Fe²⁺+2H⁺
加入铁屑的作用是                            。
(2)在②→ ③工艺过程中需要控制条件以形成TiO₂·nH₂O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在              范围。
(3)若把③中制得的固体TiO₂·nH₂O用酸清洗除去其中的杂质，还可制得钛白粉。已知25℃时，K_sp［Fe(OH)₃］=2.79×10^-39，该温度下反应Fe(OH)₃+3H⁺ Fe³⁺+3H₂O的平衡常数K=                    。
(4)已知：TiO₂(s)+2Cl₂(g)=TiCl₄(l)+O₂(g)
ΔH="+140" kJ·mol^－1
2C(s)+O₂(g)=2CO(g)     ΔH＝－221 kJ·mol^－1
写出④中TiO₂和焦炭、氯气反应生成液态TiCl₄和CO气体的热化学方程式：       。
(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是            (只要求写出一项 )。
(6)依据下表信息，要精制含少量SiCl₄杂质的TiCl₄，可采用_______方法。