高中化学晶格能的应用填空题

工业上用闪锌矿（主要成分为ZnS，还含有CdS、Fe₂O₃等杂质）为原料生产ZnSO₄·7H₂O的工艺流程如下：（已知Cd的金属活动性介于Zn和Fe之间）

（1）从滤渣A中可获得一种淡黄色非金属单质的副产品，其化学式为              。
（2）浸取时Fe₂(SO₄)₃与ZnS发生反应的化学方程式为                             。
（3）除铁过程控制溶液的pH在5.4左右，该反应的离子方程式为                        。
该过程在空气入口处设计了一个类似淋浴喷头的装
置，其目的是                          。
（4）置换法除去重金属离子Cd²⁺，所用物质C为    。
（5）取28.70 g ZnSO₄·7H₂O加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所示。

680℃时所得固体的化学式为         。
a．ZnO       b．Zn₃O(SO₄)₂     c．ZnSO₄     d．ZnSO₄·H₂O

MnO₂是一种重要的无机功能材料，粗MnO₂的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO₂（含有较多的MnO和MnCO₃）样品转化为纯MnO₂的实验，其流程如下：

（1）在第①步反应中，为加快反应速率，可采取的措施有                   （任写一种），产生CO₂气体的的方程式是                                                           ；
（2）写出步骤②中所发生的离子方程式                                                 ；
（3）如果蒸发得到的固体中，只含NaClO₃和NaCl,为得到比较纯的NaClO₃溶液，结合下面各物质的溶解度与温度的关系，

其基本操作是：将固体溶于适量水，通过      ，       ，便可得到较纯的NaClO₃溶液。
（4）工业上也常用石墨做电极，电解酸化的MnSO₄溶液来制MnO₂,则阳极上所发生的离子方程式                           。

铁、铜单质及其化合物应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl₂·2H₂O)，为制取纯净的CuCl₂·2H₂O，首先将其制成水溶液，然后按如图步骤进行提纯：

已知Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH，见下表：

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

请回答下列问题。
（1）加入氧化剂的目的是                                          。
（2）最适合作氧化剂X的是                                       。
A．K₂Cr₂O₇    B．NaClO     C．H₂O₂    D．KMnO₄
（3）加入的物质Y是                          。
（4）若不用物质Y而是直接用碱能不能达到目的?         (填“能”或“不能”)。若能，不用回答；若不能，试解释原因：                            。
（5）最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl₂·2H₂O晶体?           (填“能”或“不能”)。若能，不用回答；若不能，回答该如何操作?                      。
（6）若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙，产生的现象是                                     。
（7）若向溶液Ⅱ中加入镁粉，产生的气体是       。试解释原因：                          。
（8）FeCl₃溶液具有净水作用的原因是                                           。

(10分)以Al(OH)₃、H₂SO₄、工业(NH₄)₂SO₄（含FeSO₄）为原料制备透明氧化铝陶瓷的工艺流程如下：

回答下列问题：
（1）写出氧化步骤中发生的主要反应的离子方程式                                   。
（2）如何检验中和液中的杂质离子已完全除尽？                              。
（3）固体NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O[相对分子质量：453]在加热时，固体残留率随温度的变化如图所示。

633℃时剩余固体的成分化学式为   。
（4）综上分析，流程图中M的主要成分的化学式为                   ，M可用一种物质吸收以实现循环利用，该物质的名称是                      。

已知：硼镁矿主要成分为Mg₂B₂O₅·H₂O，硼砂的化学式为Na₂B₄O₇·10H₂O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为：

回答下列有关问题：
（1）硼砂中B的化合价为      ，将硼砂溶于热水后，常用稀H₂SO₄调pH＝2～3制取H₃BO₃，该反应的离子方程式为                                   。
（2）MgCl₂·7H₂O需要在HCl氛围中加热，其目的是           。若用惰性电极电解MgCl₂溶液，其阴极反应式为                    。
（3）镁－H₂O₂酸性燃料电池的反应原理为 Mg＋H₂O₂＋2H^＋===Mg^2＋＋2H₂O， 则正极反应式为        。常温下，若起始电解质溶液pH＝1，则当溶液pH＝6时，      （填“有”或“没有”）Mg(OH) ₂沉淀析出。（已知K_sp[Mg(OH) ₂]＝5.6×10^－12）。
（4）制得的粗硼在一定条件下生成BI₃，BI₃加热分解可以得到纯净的单质硼。现将0.020 g粗硼制成的BI₃完全分解，生成的I₂用0.30 mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液18.00 mL。该粗硼样品的纯度为__  __（提示：I₂＋2===2I^－＋）（结果保留一位小数）。

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）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO₄·H₂O），过程如下：

请回答下列问题：
（1）写出过程①中FeS和O₂、H₂SO₄反应的化学方程式：                  。
（2）将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液会腿色的是                     。

A．品红溶液

B．紫色石蕊试液

C．酸性高锰酸钾溶液

D．溴水

（3）过程③中，需要加入的物质是                   （化学式）。
（4）过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角，还需要的仪器有                    。
（5）过程⑥中，将溶液Z加热到70～80℃,目的是                               。

硼和铝位于同一主族，它们可以形成许多组成和性质类似的化合物。一种用硼镁矿（Mg₂B₂O₅·H₂O）制取单质硼的工艺流程图如下：

结合流程图回答下列问题：
（1）溶液a、溶液b中溶质的化学式分别为                ．                。
（2）写出步骤①的化学方程式                         。
（3）写出步骤②的离子方程式                         。
（4）步骤③中化学反应可以发生的原因是            。
（5）过硼酸钠晶体（NaBO₃·4H₂O）是一种优良的漂白剂，在70℃以上加热会逐步失去结晶水。实验测得过硼酸钠晶体的质量随温度变化的情况如下图所示，则T₂℃时所得晶体的化学式为          。

以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等。实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红(Fe₂O₃)，过程如下：

（1）硫酸渣的成分中既能与酸又能与碱反应的是        ，写出酸溶过程Fe₂O₃与稀硫酸反应的离子反应方程式：                                      。
（2）生产过程中，为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是      
（部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表）

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2
开始沉淀	2.7	3.8	7.5	9.4
完全沉淀	3.2	5.2	9.7	12.4

（3）滤渣A的主要成分为      ，滤液B含有的主要物质有                      。
（4）如何证明洗涤环节充分洗净                                             。
（5）已知硫酸渣质量为a kg，假设铁红制备过程中铁元素损耗25%，最终得到铁红的质量为b kg，则原来硫酸渣中铁元素质量分数为                       。（用题中所给数据列式并用最简整数比表示结果）

以铬铁矿(主要成分是FeO·Cr₂O₃，含少量MgCO₃、Al₂O₃、SiO₂等)为原料制取铬酸钠(Na₂CrO₄)晶体的工艺流程如下：

已知：①＋3价Cr在酸性溶液中性质稳定，当pH>9时以形式存在且易氧化；②常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下。

阳离子	Fe^3^＋	Fe^2^＋	Mg^2^＋	Al^3^＋	Cr^3^＋
开始沉淀时的pH	2.7	7.6	9.0	——	——
沉淀完全时的pH	3.7	9.6	11.0	8	9(>9溶解)

（1）流程中两次使用了H₂O₂，分别写出反应的离子方程式：__________________、_________________。
（2）加入NaOH调节溶液的pH＝8时，被除去的离子是________；调节溶液的pH>11时，被除去的离子是________。
（3）“调pH＝8”和“调pH>11”中间的“过滤”步骤不能省略，为什么？____________。
（4）流程图中内的操作是______________________。

将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO₄·2H₂O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。

（1）本工艺中所用的原料除CaSO₄·2H₂O、KCl外，还需要                   等原料
（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式：                   
（3）过滤Ⅰ操作所得固体中，除CaCO₃外还含有                 （填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料。
（4）过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH₄)₂SO₄溶液。检验滤液中含有CO₃^2－的方法是：____________                                                                。
（5）已知不同温度下K₂SO₄在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：

温度（℃）	0	20	60
K2SO4溶解的量(g)	7.4	11.1	18.2

60℃时K₂SO₄的饱和溶液591g冷却到0℃，可析出K₂SO₄晶体               g
（6）氯化钙结晶水合物（CaCl₂·6H₂O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是        
a、熔点较低（29℃熔化）      b、能导电        c、能制冷       d、无毒
（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是：                                       

（10 分）硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe₂O₃及少量SiO₂、A1₂O₃等杂质）。用该烧渣制取药用辅料——红氧化铁的工艺流程如下：

（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有______________。
（2）“酸浸”时间一般不超过20 min，若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe²⁺含量将下降，其原因是____________________（用离子方程式表示）。
（3）“中和合成”的目的是将溶液中Fe²⁺转变为碳酸亚铁沉淀，则操作B 是_______。
（4）煅烧A 的反应方程式是___________________________________。
（5）a g 烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g。药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98．0％，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于_____________（用含a、b 的表达式表示）。

实验室用辉铜矿（主要成分为Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂等杂质）制备碱式碳酸铜的主要实验流程如下。

（1）滤渣Ⅰ的成分为MnO₂、单质S和 （写化学式）；硫酸浸取时，Cu₂S被MnO₂氧化的化学方程式为 。
（2）浸取时，Fe₂O₃溶于硫酸的离子方程式为 ；研究发现若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，其可能原因是               。
（3）“赶氨”时，最适宜的操作方法是 。
（4）滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是 （写化学式）。

（12 分）钛铁矿的主要成分为FeTiO₃(可表示为FeO·TiO₂)，含有少量MgO、CaO、SiO₂等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li₄Ti₅O₁₂和磷酸亚铁锂LiFePO₄)的工业流程如下图所示：

已知：FeTiO₃与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO₃＋4H^＋＋4Cl^－===Fe^2＋＋TiOCl₄^2－＋2H₂O。
（1）若在实验室中煅烧固体混合物，会用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有       (填仪器名称)。流程中多次涉及沉淀，则洗涤沉淀的方法是       。
（2）生产中利用滤渣A制备半导体的反应是       。
（3）滤液B中TiOCl₄^2－转化生成TiO₂的离子方程式是       。
（4）反应②中固体TiO₂转化成(NH₄)₂Ti₅O₁₅溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度有关，反应温度过高时，Ti元素浸出率会下降，其原因是       。
（5）写出由滤液D生成FePO₄的离子方程式       。由滤液D制备LiFePO₄的过程中，所需双氧水与H₂C₂O₄的物质的量比是       。

（共12分）一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co₂O₃·CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。
从废料中回收氧化钴（CoO）的工艺流程如下：

（1）过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为                。
（2）过程II中加入稀H₂SO₄酸化后，再加入Na₂S₂O₃溶液浸出钴。则浸出钴的化学反应方程式为（产物中只有一种酸根）                。在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因_______________。
（3）过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)₃，碳酸钠溶液在产生Al(OH)₃时起重要作用，请写出该反应的离子方程式____________________。
（4）碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同，请写出在过程IV中起的作用是__________。
（5）CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl₂溶液。CoCl₂含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl₂吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCl₂·6H₂O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，A物质的化学式是______。

(15分)纯净的过氧化钙（CaO₂）是白色粉末，难溶于水，不溶于乙醇、乙醚，常温下较为稳定，是一种新型水产养殖增氧剂，常用于鲜活水产品的运输。已知：在实验室可用钙盐制取CaO₂·8H₂O，再经脱水制得CaO₂。其制备过程如下：

（1）“溶解”过程需要的玻璃仪器有                       ，“沉淀”时需控制反应温度在0℃左右，比较简单易行的方法是                          。为检验“水洗”是否合格，可取少量洗涤液于试管中，再滴加            （填试剂），无明显现象说明“水洗”合格。
（2）“沉淀”时发生反应的离子方程式为                                                  ；
该制法的副产品为             （填化学式）；若称取11.1克无水CaCl₂，理论上应该量取质量分数30﹪、密度1.1g/cm³的H₂O₂溶液          mL。
（3）测定产品中CaO₂的含量的实验步骤是：
第一步，准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入少量2 mol/L的H₂SO₄溶液，充分反应；
第二步，向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液；
第三步，逐滴加入浓度为c mol/L的Na₂S₂O₃溶液至反应完全，消耗Na₂S₂O₃溶液V mL。
【已知：I₂+2S₂O₃^2－→ 2I^－+S₄O₆^2－（无色）】
①第三步中说明反应恰好完全的现象是                                                      
②CaO₂的质量分数为                   (用字母表示)；
③某同学第一步和第二步的操作都很规范，第三步滴速太慢，这样测得的CaO₂的质量分数可能      
             （填“偏高”、“偏低”、“无影响”、“不能确定”）。