高中化学晶格能的应用填空题

辉铜矿石主要含有硫化亚铜（Cu₂S）及少量脉石（SiO₂）。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下：

（1）写出浸取过程中Cu₂S溶解的离子方程式___________________________。
（2）回收S过程中温度控制在50～60 ℃之间，不宜过高或过低的原因是____________________、____________________。
（3）气体NO_x与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质，该反应的化学方程式为______________________；向滤液M中加入（或通入）下列________（填字母）物质，得到另一种可循环利用的物质。
a．铁　　　　b．氯气　　　　c．高锰酸钾
（4）保温除铁过程中加入CuO的目的是____________________；蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的pH，其理由是______________________________。

某化学小组模拟“侯氏制碱法”，以NaCl、NH₃、CO₂和水等为原料以及下图所示装
置制取NaHCO₃，反应的化学方程式为NH₃+CO₂+H₂O+NaCl = NaHCO₃↓+NH₄Cl。然后再将NaHCO₃制成
Na₂CO₃。

（1）装置乙的作用是                                          。为防止污染空气，尾气中含有的          需要进行吸收处理。
（2）由装置丙中产生的NaHCO₃制取Na₂CO₃时，需要进行的实验操作有        、         、       。
NaHCO₃转化为Na₂CO₃的化学方程式为                 。
（3）若在（2）中灼烧的时间较短，NaHCO₃将分解不完全，该小组对一份加热了t₁ min的NaHCO₃ 样品的组成进行了以下探究。
取加热了t₁ min的NaHCO₃样品29.6 g完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌。随着盐酸的加入，溶液中有关离子的物质的量的变化如右图所示。
则曲线c对应的溶液中的离子是               
（填离子符号）；该样品中NaHCO₃和Na₂CO₃的物质的量之比是           。
（4）若取21. 0 g NaHCO₃固体，加热了t₂ min后，剩余固体的质量为l4.8 g。如果把此剩余固体全部加入到200 mL 2 mol·L^-1的盐酸中则充分反应后溶液中H⁺ 的物质的量浓度为____________（设溶液体积变化忽略不计）。

利用硫酸渣(主要含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下：

(1)“酸浸”中硫酸要适当过量，目的是：①提高铁的浸出率；②________。
(2)“还原”是将Fe^3＋转化为Fe^2＋，同时FeS₂被氧化为SO₄^2—，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe^3＋的量以控制加入FeS₂的量。实验步骤为：准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中，加入稀盐酸、稍过量SnCl₂，再加HgCl₂除去过量的SnCl₂，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K₂Cr₂O₇标准溶液滴定，有关反应的化学方程式如下：
2Fe^3＋＋Sn^2＋＋6Cl^－=2Fe^2＋＋SnCl₆^2—
Sn^2＋＋4Cl^－＋2HgCl₂=SnCl₆^2—＋Hg₂Cl₂↓
6Fe^2＋＋Cr₂O₇^2—＋14H^＋=6Fe^3＋＋2Cr^3＋＋7H₂O
①若SnCl₂不足量，则测定的Fe^3＋量________(填“偏高”、“偏低”或“不变”，下同)；
②若不加HgCl₂，则测定的Fe^3＋量________。
(4)①可选用________(填试剂)检验滤液中含有Fe^3＋。产生Fe^3＋的原因是________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。
②已知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	Mn(OH)2
开始沉淀	2.7	3.8	7.5	9.4	8.3
完全沉淀	3.2	5.2	9.7	12.4	9.8

 
实验可选用的试剂有：稀硝酸、Ba(NO₃)₂溶液、酸性KMnO₄溶液、NaOH溶液，要求制备过程中不产生有毒气体。
请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤：
a．氧化：________________________________________________________；
b．沉淀：__________________________________________________________；
c．分离，洗涤；
d．烘干，研磨。

硼酸（H₃BO₃)大量应用于玻璃制造行业，以硼镁矿（2Mg0.B₂0₃.H₂0、Si0₂及少量Fe₃0₄、CaCO₃, Al₂O₃)为原料生产硼酸的工艺流程如下：

已知：H₃BO₃在20⁰C、40⁰C、60⁰C、100⁰C时的溶解度依次为5.0 g、8.7 g、14.8 g、40. 2 g。Fe^{3 +}、Al³⁺、Fe^{2 +}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、9.7和 12.4。
（1）由于矿粉中含CaC0₃，为防止“浸取”时容易产生大量泡沫使物料从反应器中溢出，应采取的措施是：                                                                                     。
（2）“浸出液”显酸性，含H₃B0₃和Mg²⁺和SO₄^2-，还含有Fe²⁺、Fe³⁺、Ca²⁺、Al³⁺等杂质。“除杂”时向浸出液中依次加入适量H₂0₂和Mg0,除去的杂质离子是_______。H₂O₂的作用是____________________________________________ (用离子方程式表示）。
（3）“浸取”后，采用“热过滤”的目的是_____________________________________。
（4）“母液”可用于回收硫酸镁，已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如下图，且溶 液的沸点随压强增大而升高。为了从“母液”中充分回收MgS0₄·H₂0,应采取的 措施是将“母液”蒸发浓缩，____________
（5）硼酸（H₃BO₃）溶液中存在如下反应：H₃BO₃(aq)+H₂O(l)  [B(OH)₄]^－（aq）+H⁺(aq)   K＝5.7×10^－10（298K）

计算25℃时0.7mol·L^－1硼酸溶液中H^＋的浓度。（写出计算过程）
（6）已知298K时：

化学式	碳酸	醋酸
电离常数	K1=4.4×10^－7 K2=4.7×10^－11	K＝1.75×10^－5

 
下列说法正确的是               。
A．碳酸钠溶液滴入硼酸中能观察到有气泡产生
B．碳酸钠溶液滴入醋酸中能观察到有气泡产生 
C．等浓度的碳酸和硼酸溶液比较，pH：前者＞后者
D．等浓度的碳酸钠和醋酸钠溶液比较，pH：前者＞后者

近年，为提高能利用率，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＋4C CaS＋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           ．

CaCl₂常用于冬季道路除雪，建筑工业的防冻等，实验室常用作干燥剂。工业上常用大理石（含有少量Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺等杂质）来制备。下图为实验室模拟其工艺流程：

已知：常温下，溶液中的Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺以氢氧化物形式完全沉淀的pH分别为：3.7，4，9.7。
（1）反应Ⅰ中，需将大理石粉碎、搅拌，同时适当加热，其目的是：        。写出反应Ⅰ中主要反应的离子方程式：       。
（2）上述使用盐酸的浓度为10%，若用37%的浓盐酸来配制500mL的此盐酸所需的玻璃仪器有：玻璃杯、量筒、烧杯、胶头滴管、       。
（3）反应Ⅱ中的离子方程式：             。
（4）反应Ⅲ中必须控制加入Ca(OH)₂的量，使溶液的pH约为8.0，此时沉淀a的成分为：     ，若pH过大，则可能发生副反应的离子方程式：                。

废钒催化剂的主要成分是V₂O₅、VOSO₄、K₂SO₄、SiO₂和Fe₂O₃等，现欲利用以下工艺流程回收V₂O₅。

回答下列问题：
（1） VOSO₄中，V元素的化合价为_______，①中产生的废渣的主要成分是_________。
（2）配平④中反应的离子方程式：

（3）25℃时，取样进行实验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下表：

试判断在实际生产时，⑤中加入氨水调节溶液的最佳pH为______________。
（4）生产时，将②中的酸性萃余液循环用于①中的水浸。在整个工艺流程中，可循环利用的物质还有________________。
（5）成品V₂O₅可通过铝热反应来制取金属钒，写出该反应的化学方程式：______________________________________。

磷酸盐骨水泥具有良好的生物相容性和生物活性。医药工业利用共沉淀原理，通过控制Ca/P物质的量比n(Ca)/n(P)]制备相应产品[Ca₅(PO₄)₃OH和Ca₃(PO₄)₂的n(Ca)/n(P)分别为1.67和15]流程如下：

(注：Ca₅(PO₄)₃OH和Ca₃(PO₄)₂和CaHPO₄均难溶于水；Ca(H₂ PO₄)₂溶液pH<7)
下表为n(Ca)/n(P)=1.5时，不同pH值制得滤饼的产率以及分析结果：

（1）流程中强调“滴加速度100mL/45min的作用是                              。流程中调pH选氨水，不选生石灰或石灰乳的理由是                             。
（2）从表中数据分析生成Ca₃(PO₄)₂时，“pH=x”中的x的最佳取值为   ，滤饼的化学成分Ca₅(PO₄)₃OH、Ca₃(PO₄)₂和CaHPO₄和             。
（3）酸性条件下产率偏低的原因是                                        。
（4）“高温煅烧”滤饼，化学反应方程式为                                   。
（5）如图是生产羟基磷灰石时得到的实验曲线，依据图上信息计算磷的初始浓度为0.70mmol/L，pH=10.0条件下反应前10min内磷的沉淀速率为      。

利用含锰废水（主要含Mn²⁺、SO₄^2-、H⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Cu²⁺）可制备高性能磁性材料碳酸锰（MnCO₃）。其中一种工业流程如下：

已知某些物质完全沉淀的pH值如下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Cu(OH)2	Mn(OH)2	CuS	MnS	MnCO3
沉淀完全时的PH	3.7	5.2	6.4	9.8	≥0	≥7	≥7

回答下列问题：
（1）若下列物质均能把Fe²⁺氧化为Fe³⁺，则过程①中可选择加入的氧化剂是        。
a．Cl₂         b．MnO₂      c．浓HNO₃     d．H₂O₂   
（2）过程②中，所得滤渣的成分是        。
（3）过程③中，搅拌的目的是       ，发生反应的离子方程式是        。
（4）过程④中，若生成的气体J可使澄清石灰水变浑浊，则生成MnCO₃反应的离子方程式是___________。
（5）由MnCO₃可制得重要的催化剂MnO₂，MnCO₃ +O₂ → MnO₂ + CO₂。
现在空气中加热 460.0 g的MnCO₃，得到332.0 g产品，若产品中杂质只有MnO，则该产品中MnO₂的质量分数是       。（摩尔质量/g·：MnCO₃ 115   MnO₂ 87  MnO 71）

在元素周期表中，铝在硼的正下方，它们有很多相似的化学性质，可以形成许多组成和性质类似的化合物。单质硼可以通过硼镁矿Mg₂B₂O₅·H₂O来制取。

（1）写出步骤①的化学方程式                         ，
（2）写出步骤②的离子方程式                         ，
（3）写出表示溶液a物料守恒的关系                    ；
（4）步骤③中加入稀H₂SO₄的作用是                   ；
（5）将制得的粗硼在一定条件下反应全部生成BI₃，BI₃热分解可以得到纯净的单质硼。0．25 g粗硼制成的BI₃分解得到的I₂全部被收集后，用2.00 mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定，达到滴定终点时消耗27.00 mL Na₂S₂O₃溶液。（已知：I₂+2S₂O₃^2－2I^－+S₄O₆^2－）
①滴定过程中所用的指示剂为         ，滴定终点的现象是                ；
②粗硼中硼的含量为____          ；
（6）利用硼砂晶体（Na₂B₄O₇•10H₂O）可制备过硼酸钠，它是一种优良的漂白剂，被广泛应用于洗衣粉、漂白粉、洗涤剂中。已知纯净的过硼酸钠晶体中各元素的物质的量之比为以n（Na）：n（B）：n（H）：n（O）=1：1：n：7。取过硼酸钠晶体在70℃以上加热将逐步失去结晶水，测得固体质量随温度的变化如图所示，则乃时所得晶体的化学式为             ，请写出简要的解题过程。

金属钛（Ti）因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料，被誉为“未来金属”。以钛铁矿（主要成分FeTiO₃，钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下，回答下列问题：

（1）钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO₄，反应中无气体生成。副产品甲俗称“绿矾”其化学式是________________。
（2）上述生产流程中加入Fe屑的目的是                  （用离子方程式表示），检验副产品甲是否变质的实验方法是                                           。
（3）上述生产流程中所得到的金属钛中混有少量杂质，可加入     溶解后除去。
（4）溶液Ⅰ中含有Fe²⁺、TiO²⁺和少量Mg²⁺等阳离子。常温下，其对应氢氧化物的Ksp如下表所示。

氢氧化物	Fe（OH)2	TiO(OH)2	Mg(OH)2
Ksp	8.0×10^-16	1.0×10^-29	1.8×10^-11

①常温下，若所得溶液中Mg²⁺的物质的量浓度为0.0018mol/L，当pH等于_________时，Mg(OH)₂开始沉淀。
②若将含有Fe²⁺、TiO²⁺和Mg²⁺的溶液加水稀释，立即析出大量白色沉淀，写出该反应的离子方程式：__________________________________________________________________
（5）Mg还原TiCl₄过程中必须在1070K的温度下进行，你认为还应控制的反应条件是__________________________
（6）在800--1000℃时电解TiO₂也可制得海绵钛，装置如图所示。图中b是电源的______极，阴极的电极反应式________________。

某种碳酸锰矿的主要成分有MnCO₃、MnO₂、FeCO₃、MgO、SiO₂、Al₂O₃等。已知碳酸锰难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰，流程如下：

阴离子膜法电解装置如图所示：

（1）写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式                               。
（2）在浸出液里锰元素只以Mn²⁺的形式存在，且滤渣中也无MnO₂，请解释原因                                         .
（3）已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：

加氨水调节溶液的pH等于6，则滤渣的成分是                             ，滤液中含有的阳离子有H+和                       。
（4）电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向，则A电极是    极。实际生产中，阳极以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为                     。
（5）该工艺之所以采用阴离子交换膜，是为了防止Mn²⁺进入阳极区发生副反应生成MnO₂造成资浪费，写出该副反应的电极反应式                                  。

钒及化合物用途广泛。工业上常用含少量Al₂O₃的钒铁矿（FeO×V₂O₅）碱熔法提取V₂O₅。简要流程如下：

已知：①焙烧时可发生反应：V₂O₅ + Al₂O₃+2Na₂CO₃2NaVO₃ +2NaAlO₂ +2CO₂
②常温下物质的溶解度：NaVO₃～21．2 g /100g水；HVO₃～0．008 g /100g水
（1）“浸出渣B”的主要成分是            。（写化学式）
（2）生产中，不直接用H₂SO₄浸泡“烧渣A”获取HVO₃的原因是                     。
（3）“操作①”包括       、洗涤。如果不洗涤，则产品中可能含有的金属阳离子是     、     。下列装置（部分夹持仪器省去）可用在实验室进行“操作②”的是      。（填序号）
                               
A                  B                 C                     D
（4）NaVO₃用于原油的脱硫技术，由V₂O₅溶于NaOH溶液中制取，反应的离子方程式为                                                                   。

碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域,以β—锂辉石(主要成分为Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂)为原料制备Li₂CO₃的工艺流程如下:

已知:Fe³⁺、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、5.2、9.7和12.4;Li₂SO₄、LiOH和Li₂CO₃在303 K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g。
（1）步骤Ⅰ前,β—锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）步骤Ⅰ中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li⁺、SO₄^2-；另含有Al³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺等杂质,需在搅拌下加入　　　(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.0~6.5,沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液。
（3）步骤Ⅱ中,将适量的H₂O₂溶液、石灰乳和Na₂CO₃溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）步骤Ⅲ中,生成沉淀的离子方程式为　                                      。
（5）从母液中可回收的主要物质是　　　                                  。

安徽凹山铁矿坐落在马鞍山境内，矿床属于陆相火山一侵入岩型铁矿床，俗称“玢岩型”铁矿，是马钢重要的矿区之一。铁矿中被称为红帘石的铁矿含锰量高，锰是冶炼锰钢的重要原料。红帘石主要成分有磁铁矿Fe₃O₄、菱铁矿FeCO₃、锰矿（MnO₂和MnCO₃）石棉Mg₃Si₃O₇(OH)₄等。工业上将红帘石处理后运用阴离子膜电解法的新技术提取金属锰并制的绿色高效水处理剂（K₂FeO₄）。工业流程如下：

（1）工业上为提高稀硫酸浸取效率一般采取的措施是（任意写两种方法）
①                                 ②                                    
（2）石棉化学式为Mg₃Si₃O₇(OH)₄也可以表示成氧化物形式，氧化物表达式为        。
（3）已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：

离子	Fe^3+	Al^3+	Fe^2+	Mn^2+	Mg^2+
开始沉淀的pH	2.7	3.7	7.0	7.8	9.3
完全沉淀的pH	3.7	4.7	9.6	9.8	10.8

 
过程②中加氨水调节溶液的pH等于6，则滤渣B的成分                  。
（4）浸出液中以Mn²⁺形式存在，且滤渣A中无MnO₂原因                         。
（5）电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向；则A电极是直流电源的       极。实际生产中，阳极以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为                                         。

（6）滤渣经反应④生成绿色高效水处理剂的离子方程式                                          。
K₂FeO₄被誉为绿色高效水处理剂的原因是                                          。