高中化学晶格能的应用填空题

碱式碳酸锌【xZnCO₃·yZn(OH) ₂·zH₂O】主要用做橡胶硫化促进剂，工业上利用锌焙砂（主要成分是ZnO、SiO₂，还含有Fe₂O₃、CuO等）生产碱式碳酸锌的工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）向锌焙砂加入足量稀硫酸进行酸溶的过程中，所发生反应的离子方程式为          、___    _（写其中任意两个）。
（2）从滤渣I中分离出SiO₂的部分流程如下：

①试剂X的名称为____    。②操作1的方法为________ 。
（3）加入锌粉的目的是____     ，从滤渣Ⅱ中获取铜的操作方法为        。
（4）高温煅烧碱式碳酸锌得到ZnO，取碱式碳酸锌3.41g，在高温下煅烧至恒重，得到固体2.43g和标准状况下CO₂ 0.224L，则该碱式碳酸锌的化学式为         。

软锰矿的主要成分为MnO₂，还含有Fe₂O₃、MgO、Al₂O₃、CaO等杂质，工业上用软锰矿制取MnSO₄·H₂O的流程如下：

已知：Fe³⁺、Al³⁺、Mn²⁺和Mg²⁺以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、10.4、12.4；温度高于27℃时，MnSO₄的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
（1）“浸出”过程中MnO₂转化为Mn²⁺的离子方程式为________。
（2）“浸出”过程中Fe₂O₃转化为Fe³⁺和Fe²⁺，相关反应的离子方程式为________。
（3）“滤渣1”的主要成分是__________，“调pH至5～6”所加的试剂是_________（填“石灰水”或“稀硫酸”）。
（4）根据下表数据，选择“第2步除杂”所加的物质A（由一种阳离子和一种阴离子组成），物质A的化学式为________。

阴离子 Ksp 阳离子	CO3^2^－	F^－	OH^－
Ca^2+	5.0×10^－^9	1.5×10^－^10	4.7×10^－^6
Mg^2+	3.8×10^－^6	7.4×10^－^11	5.6×10^－^12
Mn^2+	2.2×10^－^11	5.3×10^－^3	2.1×10^－^13
Zn^2+	1.2×10^－^10	3.0×10^－^2	6.9×10^－^17

（5）采用“趁热过滤”操作的原因是________。

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

实验室里用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量、等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（），其过程如下：

请回答下列问题：
（1）过程①中，和、反应的化学方程式是______________。
（2）过程②中产生的气体会对大气造成污染，可选用下列试剂中的_________吸收（填字母）。
a．浓    b．蒸馏水     c．溶液      d．浓硝酸
（3）过程③中，需要加入的物质名称是_____________。
（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；②将样品溶于足量盐酸后，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3.495g。若该聚铁主要成分为，则该聚铁中铁元素的质量分数为_____________（精确至0.01%）。

实验室中，用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe₂O₃、FeO、SiO₂等)为原料制备高纯氧化铁(a—Fe₂O₃₎的步骤如下：

回答下列问题：
（1）上述实验中，加入铁粉的作用是____________。(用离子方程式表示)实验中检验溶液x中的离子是否与铁粉完全反应的试剂是____________溶液
（2）实验室欲用18.4 mol·L^-1的浓硫酸配制100 mL5.0mol·L^-1的硫酸溶液，所用仪器除胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒外，还有_________(填写仪器名称)；
（3）某同学用下图所示装置实现向溶液Y中通入NH₃和CO₂

①上述装置的中，仪器a的名称是_______；装置B的作用是____________________。
②圆底烧瓶内放置的固体药品为________(填化学式)；试管内发生反应的化学方程式为__________。
③甲、乙、丙三位同学分别用上述装置进行实验，装置C的试剂瓶内溶液体积相等。
若甲、乙两同学实验中，通入的NH₃和CO₂的物质的量之比分别为2：l和l：l，恰好完全反应后，溶液中水的电离程度a_甲________(填“>”“=”或“<”)a_乙。
若丙同学未用装置D，则反应后溶液中离子浓度间的关系为[H⁺]+[NH₄⁺]=_______。

(16分)用含有A1₂O₃、SiO₂和少量FeO·xFe₂O₃的铝灰制备A1₂(SO₄)₃·18H₂O。工艺流程如下(部分操作和条件略)：

已知：一定条件下，MnO₄可与Mn²⁺反应生成MnO₂
（1）稀H₂SO₄溶解Al₂O₃的离子方程式是__________________。
（2）已知：生成氢氧化物沉淀的pH如下表(注：金属离子的起始浓度为0.1mol·L^-1)

	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

上述流程中，加入过量KMnO₄溶液的作用是________________________。(用离子方程式表示)
（3）向滤渣B中加入浓盐酸并加热，能说明沉淀中存在MnO₂现象是____________。
上述流程中加入MnSO₄体的目的是_______。操作a由一系列操作组成，分别是_____、___、过滤。
（4）若用沉淀溶解平衡原理分析，操作a能析出A1₂(SO₄)₃·18H₂O的原因是①_______②________。

（选考）【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                     。

氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿（主要成分为MgCO₃，含少量FeCO₃）为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：

（1）MgCO₃与稀硫酸反应的离子方程式为                               。
（2）加入H₂O₂氧化时，发生反应的化学方程式为                               。
（3）滤渣2的成分是                       （填化学式）。
（4）煅烧过程存在以下反应：
2MgSO₄+C  2MgO+2SO₂↑+CO₂↑
MgSO₄+C  MgO+SO₂↑+CO↑
MgSO₄+3C  MgO+S↑+3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集

①D中收集的气体是                。
②B中盛放的溶液可以是                。
a．NaOH溶液        b．Na₂CO₃溶液       c．稀硝酸       d．KMnO₄溶液
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，写出该反应的离子方程式：
                                                               

(14分)普通钢中加入少量的钒(V))能极大地改善钢的弹性和强度，使钢材既耐高温又抗奇寒，因此它有“合金维生素”之称。'T业上回收废钒催化剂(含有V₂O₅、VOSO₄、K₂SO₄、SiO₂) 中钒的主要流程如下：

回答下列问题：
（1）滤渣l的主要成分是              。
（2）步骤②中发生反应的离子方程式为                                                 。
（3）步骤③的变化过程可简化为(HA表示有机萃取剂)：VOSO4 (水层)十2HAc（有机层)VOA₂(有机层) 十H₂SO₄ (水层)，则步骤④中可选择硫酸作萃取剂的原因是                    。萃取和反萃取在实验室里用到的玻璃仪器有       和               。
（4）该工艺流程中，可以循环利用的物质除了氨气以外，还有                     。
（5）调节溶液pH，可将(VO₂)SO₄转变成NH₄VO₃沉淀。25℃时，当pH 为1. 7～1. 8 时，钒沉淀率为98. 8%，假设其它各步反应都完全进行，已知KC1O₃的还原产物是KCl，若每消耗1 mol KC1O₃，理论上可回收金属钒       g(计算结果保留一位小数)。

选考题【化学一一选修化学与技术】以炼锌烟尘（主要成份为ZnO，含少量CuO和FeO）为原料，可以制取氯化锌和金属锌。
Ⅰ、制取氯化锌主要工艺如下：

下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH  (开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L^－1计算)。

金属离子	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe^3+	1. 1	3. 2
Zn^2+	5. 2	6. 4
Fe^2+	5. 8	8. 8

（1）加入H₂O₂溶液发生反应的离子方程式为                               。
（2）流程图中，为了降低溶液的酸度，试剂X不可以是             （选填序号：
a．ZnO；b．Zn(OH)₂ ；c．Zn₂(OH)₂CO₃；d．ZnSO₄；pH应调整到         ；
（3）氯化锌能催化乳酸（2－羟基丙酸）生成丙交酯（C₆H₈O₄）和聚乳酸，丙交酯的结构简式为        ，聚乳酸的结构简式为                      ；
Ⅱ、制取金属锌采用碱溶解ZnO(s)+2NaOH(aq)+H₂O(l)=Na₂[Zn(OH)₄](aq)，然后电解浸取液。
（4）以石墨作电极电解时，阳极产生的气体为     ；阴极的电极反应为             ；
（5）炼锌烟尘采用碱溶，而不采用酸溶后电解，主要原因是                           。

(12分)聚合硫酸铁铝(PFAS)是一种新型高效水处理剂。利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe₃O₄、FeO、SiO₂等)为铁源、粉煤灰(主要成分为Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO等)为铝源，制备PFAS的工艺流程如下：

（1）“碱溶”时，Al₂O₃发生反应的化学方程式为                         。
（2）“酸溶Ⅱ”时，Fe₃O₄发生反应的离子方程式为                       。
（3）“滤渣Ⅰ”、“滤渣Ⅱ”在本流程中能加以利用的是                    。
（4）“氧化”时应控制温度不超过57℃，其原因是                        。
（5）“氧化”时若用酸性高锰酸钾溶液代替，发生反应的离子方程式是                       。
（6）酸度对絮凝效果和水质有显著影响。若产品中残留过多，使用时产生的不良后果是                                               

(10分)碳酸铈[Ce₂(CO₃)₃]为白色粉末，难溶于水，主要用作生产铈的中间化合物。它可由氟碳酸铈精矿经如下流程。
 
（1）氟碳酸铈的化学式为为CeFCO₃，该化合物中，Ce的化合价为             。
（2）氧化焙烧生成的铈化合物为二氧化铈(CeO₂)，其在酸浸时发生反应的离子方程式为           。
（3）试剂X是                。
（4）若试剂X改为氢氧化钠溶液，则反应生成难溶物—一氢氧化铈(Ⅲ)，其暴露于空气中时变成紫色，最终变成黄色的氢氧化高铈(Ⅳ)。氢氧化铈在空气中被氧化成氢氧化高铈的化学方程式为                                                  。
（5）取（4）中得到的Ce(OH)₄产品（质量分数为97%)1． 00 g，加硫酸溶解后，用0．1000mol·L^-1的FeSO₄溶液滴定至终点（铈被还原成Ce³⁺）,则需要滴加标准溶液的体积为         mL。

钡盐行业生产中排出大量的钡泥，主要含有BaCO₃、BaSiO₃、BaSO₃、Ba(FeO₂)₂等。某主要生产BaCl₂、BaCO₃、BaSO₄的化工厂利用钡泥制取Ba(NO₃)₂，其部分工艺流程如下（已知溶液中Fe³⁺沉淀完全的pH=3.7）：

（1）酸溶后溶液中pH=1，Ba(FeO₂)₂与HNO₃的反应化学方程式为                。
（2）酸溶时通常控制反应温度不超过70℃，且不使用浓硝酸，原因是               。
（3）该厂结合本厂实际，选用的X为        （填化学式）；中和Ⅰ使溶液中    （填离子符号）的浓度减少（中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略）。

(15分)三氯氧磷（POCl₃）无色液体，易水解。用于制取染料中间体，有机合成的氯化剂和催化剂，阻燃剂。还常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。氯化水解法生产三氯氧磷的流程如下：

（1）在反应釜中氯化水解法生产三氯氧磷的化学方程式为      。反应中应控制氯气和水的质量比为3.94，若质量比过小，会导致三氯氧磷产率降低，试分析原因      。
（2）经吸收塔吸收后得到副产品，副产品为     （写名称）。
（3）通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量，实验步骤如下：
Ⅰ．取a g产品于锥形瓶中，加入足量NaOH溶液，待完全水解后加稀硝酸至酸性。
Ⅱ．向锥形瓶中加入0.1000 mol·L^－1的AgNO₃溶液40.00 mL，使Cl^－完全沉淀。
Ⅲ．向其中加入2 mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。
Ⅳ．加入指示剂，用c mol·L^－1NH₄SCN溶液滴定过量Ag⁺至终点，记下所用体积。
已知：K_sp(AgCl)=3.2×10^－10，K_sp(AgSCN)=2×10^－12
①滴定选用的指示剂是      （选填字母），滴定终点的现象为      。
a．FeCl₂       b．NH₄Fe(SO₄)₂       c．淀粉       d．甲基橙
②实验过程中加入硝基苯的目的是      ，如无此操作所测Cl元素含量将会      （填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（4）氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷（主要为H₃PO₄、H₃PO₃等）废水，某研究小组想把含磷废水中磷元素转化为磷酸钙沉淀除去，实验操作为      。
可选用的试剂：漂白粉 生石灰 氯化

	最佳沉淀pH
磷酸氢钙	7.0——7.6
磷酸钙	9.0——11

 

Ba(OH)₂是重要的化工原料，工业上采用重晶石（主要成分为硫酸钡）和软锰矿（主要成分为二氧化锰，含有二氧化硅杂质）制备，同时得到碳酸锰等副产品。其工业流程如下：

已知：MnO₂为两性氧化物，MnO为碱性氧化物。
（1）高温还原过程中，硫酸钡被碳还原为BaS，然后水浸得到。投料时煤炭的量相对要多其作用除了使硫酸钡充分反应外，还有      。
（2）氧化时反应还生成MnO和一种固体产物，则该反应的化学方程式为      ，氧化时控制MnO₂与BaS的投料比在2~3之间，若投料比大于4，则Ba(OH)₂的转化率明显降低，原因可能是     
（3）酸化的离子反应方程式为      ，滤渣的主要成分为      。
（4）中和时通入氨气调节溶液的pH值，若pH值偏高，会造成碳酸锰不纯，原因是      。