高中化学晶格能的应用填空题

用湿法制磷酸副产品氟硅酸（H₂SiF₆ ）生产无水氟化氢的工艺如下图所示：

已知：氟硅酸钾（K₂SiF₆）微酸性，有吸湿性，微溶于水，不溶于醇。在热水中水解成氟化钾、氟化氢及硅酸。
（1）写出反应器中的化学方程式：
（2）在实验室过滤操作中所用的玻璃仪器有：                           ；
在洗涤氟硅酸钾（K₂SiF₆）时常用酒精洗涤，其目的是：                    ；
（3）该流程中哪些物质可以循环使用：                          (用化学式表达)
（4）氟化氢可以腐蚀刻画玻璃，在刻蚀玻璃过程中也会生成H₂SiF₆ ，试写出该反应方程式：        ；
（5）为了测定无水氟化氢的纯度，取标况下的气体产物2.24L，测得质量为3.1g，并将气体通入含足量的Ca(OH)₂ 溶液中，得到5.85gCaF₂沉淀，则无水氢氟酸质量分数为：       。（保留2位有效数字）通过计算结果，试解释，为什么标况下2.24L产物的质量远远大于2.0g，               。

【化学—选修2化学与技术】实验室里用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等）制备硫酸、聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO₄·7H₂O），其过程如下：

请回答下列问题：
（1）过程①中，加快反应速率的方法有           。FeS和O₂、H₂SO₄反应的化学方程式是____________。
（2）过程②中产生的气体可用于氧化产生硫酸，为使SO₂尽快、尽多的转化为SO₃，可采取的措施是_____（填字母）
A．高温、高压    B．适当温度、催化剂   
C．通入过量的氧气    D．低温、低压
产生的尾气会对大气造成污染，可选用下列试剂中的_________吸收（填字母）。
A．浓H₂SO₄      B．蒸馏水     C．NaOH溶液       D．浓硝酸
（3）过程③中，需要加入的物质名称是_______。反应的离子方程式是________。
（4）过程④中的实验操作是__________________________。
（5）过程⑥中，将溶液Z加热到70~80℃，目的是__________________________。
（6）实验室为测定所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验：①用天平称取样品5．35g；②将样品溶于足量硝酸酸化后，再加入足量的氯化钡溶液；③过滤、洗涤、干燥，称量，得固体质量为6．99g。若该聚铁主要成分为[Fe(OH) SO₄]_n，则该聚铁中铁元素的质量分数为_____________（精确至0．01%）。

铜工业上回收利用某合金废料（主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活泼金属）的工艺流程如下：

（1）金属M为           ，操作1中需要的主要玻璃仪器是玻璃棒、______、______。
（2）加入新制氯水的的作用是（用离子方程式表示）      __________              。滤渣D的主要成分是         （填化学式）。
（3）充分焙烧的化学方程式为              。如下图所示，焙烧操作中的一处错误是_________。

（4）已知Li₂CO₃微溶于水，其饱和溶液的浓度与温度关系见下表。则操作2中得到固体C的实验操作是：蒸发浓缩、            ，洗涤、干燥。90℃时Ksp（Li₂CO₃）的值为            。

温度/℃	10	30	60	90
浓度/mol・L^－1	0．21	0．17	0．14	0．10

 

工业上回收利用某合金废料（主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活泼金属）的工艺流程如下：

（1）金属M为            ，操作1为               。

（2）加入H₂O₂的作用是（用离子方程式表示）                ，加入氨水的作用是               。
（3）充分焙烧的化学方程式为                                                      。
（4）已知Li₂CO₃微溶于水，其饱和溶液的浓度与温度关系见下表。90℃时Ksp（Li₂CO₃）的值为                   。

温度/℃	10	30	60	90
浓度/mol・L^－1	0.21	0.17	0.14	0.10

（5）用惰性电极电解熔融Li₂CO₃制取锂，阳极生成两种气体，则阳极的电极反应式为                。

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，流程如下图。

且知：溶液A只含Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺三种金属离子，且三种离子沉淀的pH如下表所示。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
氢氧化物完全沉淀	3.2	9.0	6.7

（1）孔雀石研磨的目的是                                                             。
（2）孔雀石的主要成分与足量稀硫酸反应的化学方程式为                                 。
（3）使用上图中“试剂1”的目的是将溶液中的Fe²⁺转化为Fe³⁺，试剂B宜选用    （填选项序号）。
A．酸性KMnO₄溶液        B．双氧水        C．浓硝酸          D．氯水
（4）加入CuO作用是调节溶液pH，使Fe³⁺转化为沉淀予以分离。则pH的范围为                。
（5）气体E、F与饱和食盐水作用生成H和G时，E和F应按一定先后顺序通入饱和食盐水中，其中，应先通入气体是                 （填代号及对应物质的化学式）。
（6）由溶液C获得CuCl₂·3H₂O，需要经过          、          、过滤等操作。
（7）已知：常温下Cu(OH)₂的Ksp=2×10^－20。计算Cu²⁺+2H₂OCu(OH)₂+2H⁺反应平衡常数        。

【化学—选修2：化学与技术】
近年来，为提高能源利用率，西方提出共生理念——为提高经济效益，人类生产活动尽可能多功能化。共生工程将会大大促进化学工业的发展。
（1）由于共生工程的应用，利用发电厂产生的SO₂制成自发电池，其电池反应方程式为：2SO₂＋O₂＋2H₂O＝2H₂SO₄，该电池电动势为1.06V。实际过程中，将SO₂通入电池的   极（填“正”或“负”），负极反应式为            ；用这种方法处理SO₂废气的优点是          。
（2）以硫酸工业的SO₂尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料，可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下：

①生产中，向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质，其目的是          。
②下列有关说法正确的是              (填序号)。

A．反应Ⅰ中需鼓入足量空气，以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙

B．反应III中发生反应的化学方程式为CaSO4＋4CCaS＋4CO↑

C．反应IV需控制在60～70℃，目的之一是减少碳酸氢铵的分解

D．反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥

③反应V中选用了40%的乙二醇溶液做溶剂，温度控制在25℃，此时硫酸钾的产率超过90%，选用40%的乙二醇溶液做溶剂的原因是                                。
④（NH₄)₂SO₃可用于电厂等烟道气中脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式                     。

硫酸亚锡（SnSO₄）是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业。某研究小组设计SnSO₄制备路线如下：

查阅资料：
Ⅰ．酸性条件下，锡在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺两种主要存在形式，Sn²⁺易被氧化。
Ⅱ．SnCl₂易水解生成碱式氯化亚锡,Sn相对原子质量为119
回答下列问题：
（1）锡原子的核电荷数为50，锡元素在周期表中的位置是       。
（2）操作Ⅰ是       。
（3）SnCl₂粉末需加浓盐酸进行溶解，请用平衡移动原理解释原因      。
（4）加入Sn粉的作用有两个：①调节溶液pH ②       。
（5）反应Ⅰ得到沉淀是SnO，得到该沉淀的离子反应方程式是       。
（6）酸性条件下，SnSO₄还可以用作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是       。
（7）该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度（杂质不参与反应）：
①将试样溶于盐酸中，发生的反应为：Sn + 2HCl===SnCl₂ + H₂↑；
②加入过量的FeCl₃；
③用已知浓度的K₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺，发生的反应为：
6FeCl₂ + K₂Cr₂O₇ + 14HCl ===6FeCl₃ + 2KCl + 2CrCl₃ +7H₂O
取1.226 g锡粉，经上述各步反应后，共用去0.100 mol/L K₂Cr₂O₇溶液32.0ml。锡粉中锡的质量分数是        。

高铁酸盐是一种强氧化剂，在能源、环保等方面均有广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸钾的原理如表所示：

湿法	强碱介质中，Fe(NO3)3与NaClO反应得到紫红色高铁酸盐溶液
干法	Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸钾(K2FeO4)和KNO2等产物

（1）某工厂用湿法制备高铁酸钾的流程如图所示：

①反应I的化学方程式为            。
②反应Ⅱ的离子方程式为            。
③已知25℃时Fe(OH)₃的K_sp=4.0×10^—38，反应Ⅱ后的溶液中c(Fe³⁺)=4.0×10^—5mol·L^—1．则需调整pH= 时，开始生成Fe(OH)₃沉淀(不考虑溶液体积的变化)。
（2）由流程图可见，湿法制备高铁酸钾时，需先制得高铁酸钠，然后再向高铁酸钠溶液中加入饱和KOH溶液，即可析出高铁酸钾。
①已知高铁酸钠和水反应，有Fe(OH)₃和O₂生成，则高铁酸钠的氧化性比O₂    (填“强”或“弱”)。
②由以上信息可知：高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠      (填“大”或“小”)。
（3）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为        。
（4）干法制备K₂FeO₄的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为       。

(14分)某化学小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO₄。已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni，还含有Al(31％)、Fe(1．3％)的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3％)。

部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH如下：

（1）“碱浸”过程中发生反应的离子方程式是              
（2）“酸浸”时所加入的酸是                     (填化学式)。
（3）加入H₂O₂时发生反应的离子方程式为              
（4）操作b为调节溶液的pH，你认为pH的调控范围是              
（5）产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeS0₄·7H₂0)，其原因可能是              (写出一点即可)。
（6）NiS0₄·7H₂0可用于制备镍氢电池(NiMH)，镍氢电池目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中总反应的化学方程式是Ni(OH)₂+M=NiOOH+MH，则NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为       。

近年来，为提高能源利用率，西方提出共生系统。特指为提高经济效益，人类生产活动尽可能多功能化。共生工程将会大大促进化学工业的发展。
（1）由于共生工程的应用，利用发电厂产生的SO₂制成自发电池，其电池反应方程式为：2SO₂＋O₂＋2H₂O＝2H₂SO₄，该电池电动势为1.06V。实际过程中，将SO₂通入电池的           极（填“正”或“负”），负极反应式为                。用这种方法处理SO₂废气的优点是                    。
（2）以硫酸工业的SO₂尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和氯化钾等为原料，可以合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质。合成路线如下：

①生产中，向反应II中的溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质，其目的是               。
②下列有关说法正确的是                       。

A．反应Ⅰ中需鼓入足量空气，以保证二氧化硫充分氧化生成硫酸钙

B．反应III中发生反应的化学方程式为CaSO4＋4CCaS＋4CO↑

C．反应IV需控制在60～70℃,目的之一是减少碳酸氢铵的分解

D．反应V中的副产物氯化铵可用作氮肥

③反应V中选用了40%的乙二醇溶液，温度控制在25℃，此时硫酸钾的产率超过90%，选用40%的乙二醇溶液原因是                                           。
④（NH₄)₂SO₃可用于电厂等烟道气中脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同时生成一种氮肥，形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵反应的化学方程式                     。

过碳酸钠（2Na₂CO₃·3H₂O₂）俗称固体双氧水，是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的制备流程如下：
（注：BC-1、BC-2均为稳定剂，其中BC-1是由异丙醇和三乙醇胺按一定比例混合而成）
（1）结晶过程中加入氯化钠、搅拌，作用是      。
（2）加入BC-2稳定剂与工业纯碱中含有的Fe³⁺ 杂质生成稳定的配合物的目的是   。
（3）洗涤抽滤产品，应选用合适的洗涤试剂是      （填写序号）。

A．饱和氯化钠溶液

B．水

C．异丙醇

D．碳酸钠饱和溶液

（4）工业上常以活性氧的质量分数[ω(活性氧)＝16 n(H₂O₂) / m(样品) ×100﹪]来衡量过碳酸钠产品的优劣，ω≥13﹪为优等品。现将0.2000g某厂家生产的过碳酸钠样品（所含杂质不参与后面的反应）溶于水配成溶液，加入适量稀硫酸酸化，再加入足量KI，摇匀后静置于暗处，充分反应后加入少量淀粉试剂，用0.1000mol/LNa₂S₂O₃溶液滴定到终点，消耗Na₂S₂O₃溶液33.00mL。（已知：2Na₂S₂O₃＋I₂=Na₂S₄O₆＋2NaI），通过计算判断样品是否为优等品(写出计算过程)。

SiCl₄是一种遇水强烈水解，并放出大量的热的化合物。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）来制备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。
（1）SiCl₄发生水解反应的化学方程式                    。
（2）氮化硅(Si₃N₄)是一种高温结构材料，粉末状的Si₃N₄可以在高温条件下由SiCl4蒸汽与NH₃反应得到，请写出该反应的化学方程式              。
（3）加钡矿粉调节pH=7的作用是：
①使BaCO₃转化为BaCl₂；②                   ；
（4）生成滤渣A的离子方程式：              ；
（5）BaCl₂滤液经            、           、过滤、洗涤，再经真空干燥后得到BaCl₂.2H₂O。
（6）10吨含78.8% BaCO₃的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2·2H₂O_   吨。

【化学——选修2化学与技术】
红矾钠（重铬酸钠：Na₂Cr₂O₇·2H₂O）是重要的基本化工原料，应用领域十分广泛。
（1）实验室中红矾钠可用铬铁矿（主要成分：FeO·Cr₂O₃）利用以下过程来制取。

①步骤I中反应的化学方程式为：4FeO·Cr₂O₃（s）+8Na₂CO₃（s）+7O₂= 8Na₂CrO₄（s）+2Fe₂O₃（s）+8CO₂
该反应的化学平衡常数的表达式为            。在常温下该反应速度极慢，下列措施中能使反应速率增大的是                   。

A．升高温度	B．通入过量的空气
C．将原料粉碎	D．增加纯碱的用量

②步骤II中所得溶液显碱性，其中除含有Na₂C rO₄外还含有铝、硅元素的化合物，它们的化学式可能是                                       。
③步骤III需将溶液的pH调至7～8并煮沸，其目的是                            。
④步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为：____。
（2）将红矾钠与KC1固体1：2（物质的量比）混合溶于水后经适当操作可得到K₂Cr₂O₇晶体，反应方程式为：Na₂CrO₄ +2KCl= K₂Cr₂O₇ +2NaCl（已知NaCl的溶解度受温度影响小，K₂Cr₂O₇的溶解度受温度影响大），基本实验步骤为：①溶解；②        ；③____   。
④冷却、结晶，过滤，得到K₂Cr₂O₇晶体。

皮革工业污泥中含较多的Cr，工业采用以下工艺制得M[Cr(OH)(H₂O)₅SO₄]。

已知：①工艺中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺。
②常温下部分阳离子以氢氧化物沉淀形式存在时溶液的pH见下表：

阳离子	Fe^3+	Al^3+	Cu^2+	Mg^2+	Cr^3+
开始沉淀时的pH	1.9	3.7	4.7	9.3	---
沉淀完全时的pH	3.2	8.0	6.7	11.1	9(>9溶解)

（1）酸浸时，为了提高浸取效率可采取的措施是________________（任写一条）。
（2）调节pH所用X可以选用        。
A．NaOH       B．Na₂CO₃       C．H₂SO₄       D．HNO₃
（3）加入H₂O₂ 目的是把Cr(OH)₃沉淀转化为Cr₂O₇^2-，写出该反应的离子方程式       。针铁矿组成元素是Fe、H、O，化学式量为89，其化学式是______________。
（4）调滤液至pH=8，Al³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺中的_________将转化为沉淀。
（5）若滤液甲的pH=a，则溶液中c (Cu²⁺)=      。（25℃时的K_sp[ Cu(OH)₂]=2.2×10^-20）

(15分)KMnO₄是常用的强氧化剂，工业上以软锰矿（主要成分MnO₂）为原料，通过液相法生产，即在碱性条件下用氧气氧化MnO₂得到K₂MnO₄，分离后得到K₂MnO₄，再用惰性材料为电极电解K₂MnO₄溶液得到KMnO₄，简略生产过程如下：

（1）反应器中反应的化学方程式为：                      。
（2）生产过程中最好使用含MnO₂80%以上的富矿，因为MnO₂含量最低的贫矿中Al、Si的氧化物含量较高，会导致KOH消耗量      (填“偏高”或“偏低”)，其中Al的氧化物和KOH溶液反应的化学方程式为：                         。
（3）电解槽中阳极的电极反应方程式为：              ；
（4）在传统工艺中得到K₂MnO₄后，向其中通入CO₂制备KMnO₄，化学反应方程式为:3K₂MnO₄＋2CO₂＝2KMnO₄+ MnO₂+ 2K₂CO₃根据上述反应，从Mn元素的角度考虑KMnO₄的产率最高为     。与该传统工艺相比，电解法的优势是             。
（5）测定高锰酸钾样品纯度的方法是：向高锰酸钾溶液中滴加硫酸锰溶液产生黑色沉淀，反应的离子方程式             。
（6）已知常温下K_SP﹝Mn(OH)₂﹞=2.0×10^-23,工业上调节PH沉淀废水中的Mn²⁺，当pH＝10时，
c（Mn²⁺）＝                mol/L。