高中化学晶格能的应用填空题

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＋转化为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：___________。
②25 ℃时，pH＝3的溶液中，c(Fe^3＋)＝________mol·L^－1（已知25 ℃，K_sp[Fe( OH)₃]＝4.0×10^－38）。
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_________________。
⑷本流程中可以循环利用的物质除锌外还有________________。

活性Fe₃O₄为黑色固体，有磁性，其不溶于水、碱和酒精、乙醚等有机溶剂中， Fe₃O₄在潮湿的空气中或高温下易被O₂氧化。工业上利用锈蚀废铁为原料，利用共沉淀法制备活性Fe₃O₄（或写为FeO·Fe₂O₃）的流程如下：

（1）在制备过程中将块状固体原料粉碎磨成粉末，作用是                     。
（2）设计合理的实验方案证明Fe₃O₄与盐酸反应的产物中含有Fe²⁺、Fe³⁺，简述实验操作步骤和实验现象                                                             。
（可供选择的试剂：KSCN溶液、还原铁粉、氯水、酸性高锰酸钾溶液）
（3）假如在反应池中几乎没有气体产生，在合成池里所有铁元素转化为Fe₃O₄，则根据相关反应可知，配料中心很可能使混合物中的Fe₂O₃与Fe物质的量之比接近于      。
（4）在一次制备Fe₃O₄的实验中，由于配料中心反应物比例控制不当，获得了另一种产品Fe_xO_y。取一定量该产品溶于足量盐酸中，还需通入标准状况下224 mLCl₂才能把溶液中的Fe²⁺全部氧化为Fe³⁺，然后把所得溶液滴加足量NaOH溶液，将沉淀过滤、洗涤、蒸干，灼烧至恒重，得8 g固体。计算该产品的化学式。(请写出计算过程)

孔雀石主要含Cu₂(OH)₂CO₃，还含少量铁的化合物和硅的化合物。以孔雀石为原料可制备CuCl₂·3H₂O及纯碱，流程如图所示。

已知：溶液A只含Cu^2＋、Fe^2＋、Fe^3＋三种金属离子，且三种离子沉淀时的pH如表所示。回答下列问题。

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
氢氧化物安全沉淀	3.2	9.0	6.7

 
（1）E、H的化学式依次为        、        。
（2）图中“试剂1”若为H₂O₂，它在流程中的具体作用为                        。
（3）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CuCl₂·3H₂O，需要经过蒸发浓缩、           、过滤、洗涤、干燥等操作，洗涤CuCl₂·3H₂O晶体需要的主要玻璃仪器有烧杯、              。

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）实验室制取氨气的化学方程式：          。
（2）反应I的化学方程式为：          。
（3）“灼烧”时发生反应的化学方程式：          。
（4）已知Na₂S₂O₅与稀硫酸反应放出SO₂，其离子方程式为：          。
（5）副产品X的化学式是          。
（6）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

世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒，而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀
有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO₂的流程如下：

（1）ClO₂中所有原子_____________（填“是”或“不是”）都满足8电子结构。上图所示电解法制得的产物中杂质气体B能使石蕊试液显蓝色，除去杂质气体可选用_________
A．饱和食盐水    B．碱石灰    C．浓硫酸    D．蒸馏水
（2）稳定性二氧化氯是为推广二氧化氯而开发的新型产品，下列说法正确的是(   )
A．二氧化氯可广泛用于工业和饮用水处理
B．稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围
C．在工作区和成品储藏室内，要有通风装置和监测及警报装置
（3）欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备。化学反应方程式为_____________________________。缺点主要是产率低、产品难以分离，还可能污染环境。
（4）我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气与固体亚氯酸钠（NaClO₂）反应制备，化学方程式是 ___________________，此法相比欧洲方法的优点是____________________________。
（5）科学家又研究出了一种新的制备方法，利用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液还原氯酸
钠，化学反应方程式为______________________________________________________。
此法提高了生产及储存、运输的安全性，原因是 _________________________________。

工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的某工艺流程如下图所示。钛铁矿主要成分
为钛酸亚铁( FeTiO₃)．其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。

完成下列填空：
（1）步骤②中，用铁粉将Fe^3＋转化为Fe^2＋的反应的离子方程式为____。
（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的____（填字母序号）。
a．熔沸点差异    b溶解性差异    c氧化性、还原性差异
（3）步骤②、③、④中，均需进行的操作是____（填操作名称）。
（4）可利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分MnO₂）反应生产硫酸锰，则反应的离子方程式为                
（5）利用下图装置，石墨作阳极，钛网作阴极，熔融CaF₂－CaO做电解质，可获得金属钙，钙再作为还原剂，可还原二氧化钛制各金属钛。

①阳极所发生的反应为________。
②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是____。
（6）_T业上用4.0吨钛铁矿制得1. 6吨的二氧化钛，则钛铁矿中钛元素的质量分数是____。
（假设生产过程中钛没有损失）

工业上用黄铜矿冶炼铜及对炉渣综合利用的一种工艺流程如下：

（1）冶炼过程中得到Cu₂O和Cu的混合物称为“泡铜”，其与金属A1在高温条件下混合反应可得粗铜，反应化学方程式为________。粗铜精炼时应将粗铜连接在直流电源的____极，可在____极得到纯度较高的精铜。
（2）传统炼铜的方法主要是火法炼铜，其主要反应为：

每生成1 mol Cu，共消耗____mol O₂。反应③中的氧化剂是____。
（3）炼铜产生的炉渣(含)可制备Fe₂O₃。根据流程回答下列问题：
①加入适量NaClO溶液的目的是_______ （用离子方程式表示）。
②除去Al^3＋的离子方程式是____。
③选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。提供的试剂有：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO₄溶液、NaOH溶液、碘水。所选试剂是____。实验设计：________。

高锰酸钾是一种重要的化工产品。如图是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。

（1）KMnO₄稀溶液是一种常用的消毒剂，其消毒机理与(填字母)相似。

A．75%酒精

B．O3

C．二氧化硫

D．漂白粉

（2）写出上述流程中反应2的化学方程式:__                                
（3）上述流程中可以循环使用的物质有CO₂、           和        。(填化学式)
（4）若不考虑制备过程中的损失和整套装置的物质循环，则1 molMnO₂可制得___gKMnO₄。

碳酸锂广泛应用与陶瓷和医药等领域，以锂辉石（主要成分为LiAlSi₂O₆）为原材料制备Li₂CO₃的工艺流程如下：

已知：①2LiAlSi₂O₆＋H₂SO₄(浓) Li₂SO₄＋Al₂O₃·4SiO₂·H₂O↓
②Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺和Mg²⁺以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH分别为3.2、4.7、9.0和11.1
③某些物质的溶解度（S）如右表
请回答下列问题：
（1）锂辉石用浓硫酸浸取之前要粉碎成细颗粒的目的是                                  。
（2）滤液a中含有Li⁺、SO₄^2-,另含有Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺ 、Ca²⁺、Na⁺等杂质，步骤Ⅱ需在搅拌下加入石灰石以调节溶液的pH到6.0～6.5，此时沉淀的杂质离子有                            。
（3）步骤Ⅱ在滤液a中加入的除杂剂依次为适量的H₂O₂溶液，石灰乳和Na₂CO₃溶液，发生反应的离子方程式有                                                             。
（4）步骤Ⅲ中加入饱和Na₂CO₃溶液过滤后需要用热水洗涤的原因是                           。
（5）从滤液c中可回收的主要物质是                                                     。

工业上用白云石制备高纯氧化镁的工艺流程如下：

已知白云石的主要成分可表示为：
CaO 32.50%；MgO 20.58%；Fe₂O₃ 2.18%；SiO₂ 0.96%；其他 43.78%
（1）为了提高白云石的煅烧效果，可以采取的措施是         。
若在实验室中煅烧白云石，需要的仪器除酒精灯、三脚架以外，还需要      。

A．蒸发皿

B．坩埚

C．泥三角

D．石棉网

（2）加入H₂SO₄控制pH时，终点pH对产品的影响如图所示，pH过高会导致镁浸率降低，其原因为              ，pH过低对产品影响是            。

（3）从溶液中获得CaSO₄·2H₂O的操作是蒸发浓缩、       、过滤、洗涤、干燥。
（4）写出沉淀反应中的离子方程式：                                  。检验沉淀是否洗净的方法是：                                    。
（5）沉淀反应过程中，温度对产品的纯度也有一定的影响。如图为反应温度对氧化镁纯度的影响。最终确定本反应的适宜温度为          。

亚氯酸钠（NaClO₂）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：①NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂—3H₂O。
②纯ClO₂易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
（1）发生器中鼓入空气的作用可能是                                 。
（2）吸收塔内发生反应的化学方程式为                                       。
吸收塔内的温度不宜过高，否则会发生反应，其方程式为：             。
（3）在碱性溶液中NaClO₂比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是__                              __。
（4）ClO₂和氯气均能将电镀废水中的CN^—氧化为无毒物质，自身被还原为Cl^—，处理含CN^一相同量的电镀废水所需氯气的物质的量是ClO₂的            倍。

氧化锌粉末广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、玻璃等行业，为综合应用资源，常从冶炼锌、锌制品加工企业回收的锌渣（含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO、Al₂O₃等杂质）来制取氧化锌，流程如图：

有关氢氧化物沉淀完全的pH见下表：

（1）在酸浸过程中，常将锌渣碎成粉末并通入空气，同时保持酸过量，理由是     。
（2）上述工艺多处涉及“过滤”，实验室中过滤需要使用的玻璃仪器有烧杯、      。
（3）①在“除杂Ⅰ”中，常用酸性KMnO₄溶液，其目的是          ，KMnO₄是该反应的     （氧化剂、还原剂）。将溶液的pH调至4，目的是                      。
②在“除杂II”中，加入锌粉的目的是                                   。
（4）在“碳化合成”中，产物中有碱式碳酸锌［Zn₂(OH)₂CO₃］和CO₂等，请写出该反应的化学方程式                                                     。
（5）本工艺中，过滤分离次数较多，其明显的缺陷是                         。

工业上生产高氯酸（沸点：90^oC）时还同时生产了亚氯酸钠，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        。

某科研小组以难溶性钾长石（K₂O•Al₂O₃•6SiO₂)为原料，提取A1₂O₃、 K₂CO₃等物质，工艺流程如下：

（1）“煅烧”过程中有如下反应发生：
①钾长石中的硅元素在CaCO₃作用下转化为CaSiO₃，写出SiO₂转化为CaSiO₃的化学方程式_____________________。
②钾长石中的钾元素和铝元素在Na₂CO₃作用下转化为可溶性的NaAlO₂和 KAlO₂，写出Al₂O₃转化为NaAlO₂的化学方程式____________________________。
（2）已知NaAlO₂和KAlO₂易发生如下反应：AlO₂^－+2H₂OAl(OH)₃+OH^－。
“浸取”时，应保持溶液呈______性（填“酸”或“碱”）。“浸取”时不断搅拌的目的是______________。
（3）“转化”时加入NaOH的主要作用是_______ (用离子方程式表示）。
（4）上述工艺中可以循环利用的主要物质是_______、_______和水。

我国某大型电解铜生产企业，其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97％、87％。下图表示其冶炼加工的流程：

冶炼中的主要反应：Cu₂S + O₂ =" 2Cu" + SO₂
（1）烟气中的主要废气是________________，从提高资源利用率和减排考虑，其综合利用方式是制___________。
（2）电解法炼铜时，阳极是____________（填“纯铜板”或“粗铜板”）；粗铜中含有的金、银以单质的形式在电解槽_______________（填“阳极”或“阴极”的槽底，阴极的电极反应式是_________________________________________。
（3）在精炼铜的过程中，电解质溶液中c(Fe²⁺)、c(Zn²⁺)会逐渐增大而影响进一步电解。
几种物质的溶度积常数（K_SP）：

物质	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Zn(OH)2	Cu(OH)2
KSP	8.0×10^－16	4.0×10^－38	3.0×10^－17	2.2×10^－20

 
调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。根据上表中溶度积数据判断，含有等物质的量浓度的Fe²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺的溶液，随pH升高最先沉淀下来的离子是______________。
一种方案是先加入过量的H₂O₂，再调节pH到4左右。加入H₂O₂后发生反应的离子方程式为___________________________________________________________________________。