高中化学晶格能的应用填空题

[化学--修2：化学与技术](15分）
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．应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期
C．稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围
D．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_________。

锶(Sr)为第5周期ⅡA族元素。高纯六水氯化锶晶体(SrCl₂·6H₂O)具有很高的经济价值，61℃时晶体开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。用工业碳酸锶粉末(含少量Ba、Fe的化合物等杂质)制备高纯六水氯化锶晶体的过程如图所示。

请回答下列问题：
（1）操作①加快反应速率的措施有                  (任写一种方法即可)
（2）加入少量30% H₂O₂溶液的目的是                        
（3）步骤③中调节溶液PH至8—10，宜选用的试剂为____________(填序号)。
A．氨水     B．氢氧化锶粉末     C．氢氧化钠     D．氧化锶粉末
所得滤渣的主要成分是_______、         (填化学式)。
（4）步骤⑤中，洗涤氯化锶晶体选用少量冰水的原因是                     
工业上用热风吹干六水氯化锶，选择的适宜温度范围是________________。
A．50~60℃      B．70~80℃       C．80~100℃       D．100℃以上 
（5）若滤液中Ba²⁺ 浓度为1×10^-5mol/L，依据右表数据可以推算滤液中Sr²⁺物质的量浓度为___________________。

[化学--修2：化学与技术](15分）
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．应用在食品工业中能有效地延长食品贮藏期
C．稳定性二氧化氯的出现大大增加了二氧化氯的使用范围
D．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                             。

(I)过氧化尿素[CO(NH₂)₂·H₂O₂]是一种无毒、无味的白色结晶粉末，具有尿素和过氧化氢双重性质，是一种新型的氧化剂和消毒剂，广泛应用于漂白、纺织、医药、农业、养殖业等领域。其合成如下：

试回答下列问题：
（1）实际生产中需控制n(H₂O₂)∶n[CO(NH₂)₂]=1.2∶1，并控制合成温度在25～30℃，其主要原因是          。
（2）从母液中分离出H₂O₂和尿素，采用的操作是         。
(a)盐析 过滤    (b)分液 过滤   (c)减压蒸馏 结晶  (d)常压蒸馏 萃取
(II)某硝酸厂附近的空气主要污染物为氮的氧化物，为了保护环境和综合利用，可采用氨-碱两级吸收法，此法兼有碱吸收和氨吸收两法的优点，其吸收工艺流程如下：

（1）排空物质的主要成分为____________________________。
（2）进入吸收塔以前加一个缓冲器的目的是________________________________。
（3）从吸收塔排出的混合液用途之一为________________ 。
（4）空气的主要污染物为硫的氧化物和氮的氧化物．研究人员设计了同时净化废气中二氧化硫和氮的氧化物的方法，将其转化为硫酸和硝酸，工艺流程如下：

则①和②分别为（写化学式）________________。

(14分)氧化铜矿石含有CuO和Cu₂(OH) ₂CO₃，还含有Fe₂O₃、FeO和SiO₂等。铜、铁是畜禽所必需的微量元素。某饲料厂联合生产硫酸铜和硫酸亚铁工艺流程如下：

（1）氧化铜矿石粉碎的目的是                                            。
（2）写出“酸浸”中Cu₂(OH) ₂CO₃发生反应的离子方程式                     。
（3）“中和/过滤”中加入CaCO₃的目的是                                。
（4）上述工艺流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有                    。
（5）加入铁屑的作用是                     、                      。
（6）表2和图6为“烘干粉碎”的试验结果。

序号	t/h	t/℃	m/g	x
1	3	80	5	4
2	3	160	10	1
3	4	160	10	0.8
4	4	160	5	0
5	5	80	5	3
6	5	160	15	1

 



表2中，m为CuSO₄·5H₂O晶体的质量，x为干燥后所得晶体中结晶水的个数。据此可确定由CuSO₄·5H₂O和FeSO₄·7H₂O脱水得流程中所示产品的适宜工艺条件分别为                  ，                    （分别指出两条件的温度和时间）。

（14分，每空2分）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晶体的制备路线如下：

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。
回答下列间题：
（1）锡原子的核电荷数为50，与碳元素属于同一主族，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              化。
（5）反应I得到的沉淀是SnO，得到该沉淀的离子反应方程式为：           。
（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溶液；
③用已知浓度的K₂ C_r2O₇溶液滴定②中生成的Fe²⁺，发生的反应为：
6FeCl₂+ K₂ C_r2O₇+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 K₂ C_r2O₇洛液32．00 mL。锡粉中锡的质量分数是                    。

是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用、为原料，低温反应制备，其流程如下：

已知：的沸点是－85.0 ℃，的沸点是19.5 ℃。
（1）第①步反应中无水的作用是、。反应设备不能用玻璃材质的原因是(用化学方程式表示)。无水有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示：如果不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的溶液冲洗。
（2）该流程需在无水条件下进行，第③步反应中极易水解，其产物为两种酸，写出水解的化学方程式：。
（3）第④步分离采用的方法是；第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是。
（4）产品中通常混有少量。取样品。测得的物质的量为，则该样品中的物质的量为(用含有、的代数式表示)。

氯化亚铜（CuCl）是有机合成工业中应用较广泛的催化剂，它是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化。从酸性电镀废液（主要含Cu²⁺、Fe³⁺）中制备氯化亚铜的工艺流程如下：


请回答下列问题：
（1）电镀污泥的主要成分是          （写化学式）。
（2）铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为：
                                   。
（3）析出CuCl晶体时的最佳pH在     左右。
（4）析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，然后真空干燥、冷却，密封包装。真空干燥，密封包装的目的是                                                。  
（5）从滤液A中可回收的主要物质是                           （写化学式）。
（6）以碳棒为电极电解CuCl₂溶液可得到CuCl。写出电解CuCl₂溶液后的阴极上发生的反应为         

碱式硫酸铁[Fe(OH)SO₄]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：

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	Fe(OH)2	Al(OH)3
开始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

回答下列问题：
（1）加入少量NaHCO₃的目的是调节pH在                    范围内。
（2）反应Ⅱ中加入NaNO₂的目的是氧化亚铁离子，写出该反应的离子方程式为
                                                            。
（3）实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，若参与反应的O₂体积为 11.2 L（标准状况），则相当于节约NaNO₂的物质的量为              。
（4）碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)²⁺离子可部分水解生成Fe₂(OH)₄²⁺ 聚合离子，该水解反应的离子方程式为                                               。
（5）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe²⁺及NO₃^－。为检验所得产品中是否含有Fe²⁺，应使用的试剂为        。
A．氯水        B．KSCN溶液      C．NaOH溶液      D．酸性KMnO₄溶液
（6）为测定含Fe²⁺和Fe³⁺溶液中铁元素的总含量，实验操作如下：准确量取20.00mL溶液于带塞锥形瓶中，加入足量H₂O₂,调节pH<3，加热除去过量H₂O₂；加入过量KI充分反应后,再用 0.1000 mol·L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。
已知：
则溶液中铁元素的总含量为        g·L^-1。若滴定前溶液中H₂O₂没有除尽，所测定的铁元素的含量将会
       (填“偏高” “偏低” “不变”)

草酸（乙二酸）可作还原剂和沉淀剂，用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸（含2个结晶水）的工艺流程如图：回答下列问题：

（1）CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠，甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为：____、____       。
（2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作①的滤液是        ，滤渣是____     ；过滤操作②的滤液是        和       ，滤渣是____           。
（3）工艺过程中③和④的目的是____                    。
（4）有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是___               。
（5）结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。
称量草酸成品0．250 g溶于水，用0．0500 mol·L^-1的酸性KMn04溶液滴定，至浅粉红色不消褪，消耗KMn04溶液15.00 mL，反应的离子方程式为____          ；
列式计算该成品的纯度                     。

(16分) 以电解法生产金属锰产生的阳极泥中，其锰含量高达40%～50%，主要成分为MnO₂的水合物，且含有显著量的Pb²⁺、Sn²⁺等重金属杂质。本工艺采用的木屑富含的纤维素在较浓硫酸的作用下膨胀、水解生成还原糖，酸性条件下，可与二氧化锰反应生成可溶性的硫酸锰。


（1）工业上电解硫酸锰的水溶液生产金属锰，阳极的电极反应式为             。
（2）写出木屑水解反应的化学方程式：                          。配平浸出步骤反应方程式C₆H₁₂O₆ +   MnO₂ +   H₂SO₄→   MnSO₄ +    CO₂  +    H₂O
（3）若取消除酸操作步骤，将会产生      气体（填化学式）而污染环境；
（4）本工艺的一种副产品是重要的农业生产资料，写出其化学式         ；
（5）取一定量的阳极泥进行实验分析，得到如下图像。硫酸的最合适用量为      mL，若再增加硫酸的用量，将会导致        （填化学式）的消耗量增大。

（6）某阳极泥中MnO₂（相对分子质量为87）的质量分数为50.0%，将174g该阳极泥与320g36.5%的浓盐酸混合加热，则产生的氯气在标准状况下应少于    L。（假设阳极泥中的其它成分不参与反应）

工业上SnSO₄是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业，其制备路线如下：

提示：①已知在酸性条件下，锡在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺两种主要存在形式．
②已知K_sp[Sn(OH)₂] ＝1.0×10^-26
回答下列问题：
（1）SnCl₂用盐酸而不用水直接溶解的原因是__________，加入Sn粉的作用是_________。
（2）反应I生成的沉淀为SnO，写出该反应的离子方程式___________________________。
（3）检验沉淀已经“漂洗”干净的方法__________________________________________。
（4）反应Ⅱ硫酸的作用之一是控制溶液的pH，若溶液中c(Sn²⁺)＝1.0mol•L^-1，则应控制溶液pH_____。
（5）酸性条件下，SnSO₄还可以用作双氧水去除剂，请写出发生反应的离子方程式____________。

难溶性杂卤石（）属于"呆矿"，在水中存在如下平衡⇌为能充分利用钾资源，用饱和溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如图1：

（1）滤渣主要成分有和以及未溶杂卤石．
（2）用化学平衡移动原理解释溶液能溶解杂卤石浸出的原因：．
（3）"除杂"环节中，先加入溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入溶液调滤液至中性．
（4）不同温度下，的浸出浓度与溶浸时间的关系是图2，由图可得，随着温度升高，①②；

（5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生：已知298时，=2.80×10^﹣9，=4.90×10^﹣5，求此温度下该反应的平衡常数（计算结果保留三位有效数字）．

（本题共16分）锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿（主要成分为MnCO₃，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如下：

已知25℃，部分物质的溶度积常数如下：

物质	Mn(OH)2	Co(OH)2	Ni(OH)2	MnS	CoS	NiS
Ksp	2.1×10^－13	3.0×10^－16	5.0×10^－16	1.0×10^－11	5.0×10^－22	1.0×10^－22

  （1）步骤Ⅰ中，MnCO₃与硫酸反应的化学方程式是                。
（2）步骤Ⅱ中，MnO₂在酸性条件下可将Fe²⁺离子氧化为Fe³⁺，反应的离子方程式是                ，加氨水调节溶液的pH为5.0～6.0，以除去Fe³⁺。
（3）步骤Ⅲ中，滤渣2的主要成分是                       。
（4）步骤Ⅳ中，在   （填“阴”或“阳”）极析出Mn，电极反应方程式为                 。
（5）电解后的废水中还含有Mn²⁺，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)₂沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na₂S，进行二级沉降。为了将Mn²⁺降到1.0×10^－9mol/L，则c(Na₂S)至少是      mol/L。

废旧碱性锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有MnO₂、NH₄CI、ZnCI₂，还有少量的FeCI₂和炭粉，用A制备高纯MnCO₃，的流程图如下。

（1）碱性锌锰干电池的负极材料是_________(填化学式)。
（2）第Ⅱ步操作的目的是________________________。
（3）第Ⅳ步操作是对滤液a进行深度除杂，除去Zn²⁺的离子方程式为____________________。
　　 (已知：Ksp(MnS)=2.5×10-13，Ksp(ZnS)=1.6×10-24) 
（4）为选择试剂X，在相同条件下，分别用5 g黑色物质M进行制备MnSO₃的实验，得到数据如右表：

　①试剂x的最佳选择是_________。
　②第Ⅲ步中用选出的最佳试剂X与M的主要成分反应的化学方程式为_________。
（5）已知：MnCO₃难溶于水和乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解；Mn(OH)2开始沉淀时pH为7.7。请补充完成以下操作：
第Ⅴ步系列操作可按一下流程进行：请补充完成操作：（第Ⅴ步系列操作中可供选用的试剂：、乙醇）

操作1：___________________；操作2：过滤，用少量水洗涤2～3次
操作3：检测滤液，表明SO42-已除干净；　操作4：___________________；
操作5：低温烘干。
（6）操作1可能发生反应的离子方程式