高中化学晶格能的应用填空题

【化学选修-化学与技术】(15分)
电石浆是氯碱工业中的一种废弃物，其大致组成如下表所示：

用电石浆可生产无水CaCl₂，某化工厂设计了以下工艺流程：

已知氯化钙晶体的化学式是：CaCl₂·6H₂O；H₂S是一种酸性气体，且具有还原性。
⑴反应器中加入的酸应选用___________________。
⑵脱色槽中应加入的物质X是_______________；设备A的作用是______________；设备B的名称为________________；设备C的作用是____________________。
⑶为了满足环保要求，需将废气H₂S通入吸收池，下列物质中最适合作为吸收剂的是____________         _。反应的化学方程式为_________________。

A．水

B．浓硫酸

C．石灰乳

D．硝酸

⑷将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是______________________。
⑸氯碱工业离子方程式_____________________。

选修：化学与技术】（金属钛(Ti)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀等性质被广泛用在高新科技材料和航天领域中。“硫酸法”生产钛的原料是钛铁矿(主要成分是：FeTiO₃，还含有少量Mn、Zn、Cr、Cu等重金属元素及脉石等杂质)；主要生产流程如下：

已知反应：①将钛铁矿与浓H₂SO₄煮解：FeTiO₃＋2H₂SO₄(浓)△TiOSO₄(硫酸氧钛)＋FeSO₄＋2H₂O。②加水热分解硫酸氧钛：TiOSO₄＋(n＋1)H₂O△TiO₂·nH₂O＋H₂SO₄。
请回答下列问题：
（1）副产品甲是____________，可循环利用的物质是___________________________。
（2）上述生产流程中加入铁屑的目的是_______________________________________。
（3）写出中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应的方程式为：________________。
（4）“硫酸法”生产钛排放的废液对水体有哪些污染，请指出主要的两点：
①_________________________________；②_______________________________。
针对其中一项污染，提出处理的方法：                                  。

氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂。下图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的工艺流程。

请回答下列问题：
（1）氯化铁有多种用途：
①氯化铁做净水剂。请用离子方程式表示其原理____________       __________；
②工业上常用FeCl₃溶液腐蚀铜印刷线路板。这是利用了FeCl₃较强的__________性。
（2）吸收剂X的化学式为              　　   。为检验吸收剂是否已完全转化为FeCl₃溶液，有人设计用酸性高锰酸钾溶液，但很快被否定，理由是（用离子方程式表示）                       。正确的检验方法是：取少量待测液，加入               （写化学式）溶液，若无深蓝色沉淀产生，则证明转化完全。
（3）碱性条件下反应①的离子方程式为____________________________________。
（4）过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品。该反应的化学方程式为2KOH＋Na₂FeO₄ K₂FeO₄＋2NaOH，请根据相关反应原理分析反应能发生的原因                      。
（5）将粗K₂FeO₄产品经重结晶、过滤、          、         ，即得较纯净的K₂FeO₄。

(12分)【化学——化学与技术】
资源开发、材料制备及工农业生产等都离不开化学。请回答下列问题：
（1）工业制肥皂时，在皂化反应结束后需要在混合物中加入饱和食盐水。加入饱和食盐水的目的是                           。
（2）Al₂O₃的熔点高达2050^oC，工业上为了降低能量消耗，在金属铝的冶炼中通常采取的措施是                  。
（3）工业上合成氨所需的氮气来源于   ，氢气来源于   ，写出工业上在催化剂作用下制取氢气的其中一个化学方程式                。
（4）工业制硫酸时，SO₃的生成是在        (填设备名称)中进行的，工业上常采用浓硫酸吸收SO₃，而不直接用水吸收的原因是        。在吸收塔中，为提高SO₃的吸收率所采取的措施为               。

（2014届北京市东城区高三下学期零模诊断理综化学试卷）
重铬酸钠俗称红矾钠（Na₂Cr₂O₇·2H₂O）是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备的流程如下：
 
请回答：
（1）已知Fe（CrO₂）₂中铬元素是+3价，则Fe（CrO₂）₂中铁元素是____价。
（2）化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如Na₂SiO₃可写成Na₂O·SiO₂，则Fe（CrO₂）₂可写成____。
（3）煅烧铬铁矿时，矿石中难溶的Fe（CrO₂）₂生成可溶于水的Na₂CrO₄，反应化学方程式如下：
 
为了加快该反应的反应速率，可采取的措施是____。
（4）已知CrO₄^2—在不同的酸性溶液中有不同的反应，如：
 
①往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是____。
②混合溶液乙中溶质的化学式是____。
（5）+3、+6价铬都有很强的毒性，+6价铬的毒性更高，可诱发肺癌和鼻咽癌，所以制取红矾钠后的废水中含有的Cr₂O₇^2—必须除去。工业上可用电解法来处理含Cr₂O₇^2—的废水，下图为电解装置示意图（电极材料分别为铁和石墨）。通电后，Cr₂O₇^2—在b极附近转变为Cr³⁺，一段时间后Cr³⁺最终可在a极附近变成Cr（OH）₃沉淀而被除去。

a电极的电极反应式是                       ，
b电极附近反应的离子方程式是                         。

（2014届福建省漳州市八校高三第三次联考理综化学试卷）
某地煤矸石经预处理后含SiO₂（63%）、Al₂O₃（25%）、Fe₂O₃（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：

（1）“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为__________   、____________。
（2）“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有_____  ________、_____  ______。（写出两个）
（3）物质X的化学式为___________。“碱溶”时反应的主要离子方程式为：Fe³⁺+3OH^- = Fe(OH)₃↓；                                      。
（4）已知Fe³⁺开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al³⁺开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4为了获得产品Al(OH）₃，从煤矸石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO₃一种试剂，后续操作过程是                       。
（5）以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl₃溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl₃·6H₂O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：                                         。

（2014届山东省青岛市高三3月第一次模拟考试（第二套）理综化学试卷）
用菱锰矿（MnCO₃）常含有Fe₂O₃、FeO、HgCO₃·2HgO等杂质，工业常用菱锰矿制取锰，工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）向粗液1中加入的水最后需要           方法才能达到技术要求。
（2）流程中用的空气是用膜分离法制备的富氧空气，该方法的原理是            。
（3）净化剂主要成分为(NH₄)₂S，粗液2中发生主要反应的离子方程式为         。
（4）写出阳极的电极反应式           。说明电解液循环的原因               。
（5）写出铝热法炼锰的化学方程式                              。

（2014届广东省梅州市高三3月总复习质检理综化学试卷）
用含有A1₂0₃、SiO₂和少量FeO·xFe₂O₃的铝灰制备A1₂(SO₄)₃·18H₂O。工艺流程如下：

（一定条件下，MnO₄ ^- 可与Mn²⁺反应生成MnO₂）
已知：生成氢氧化物沉淀的pH

	Al（OH）3	Fe（OH）2	Fe（OH）3
开始沉淀时	3．4	6．3	2．7
完全沉淀时	5．2	9．7	3．2

 
（1）H₂S0₄溶解A1₂0₃的离子方程式是                     
（2）检验滤液中还存在Fe^2＋的方法是               (注明试剂、现象)。
（3）“除杂”环节有如下几个步骤，（Ⅰ）向滤液中加入过量KMnO₄溶液，调节溶液的pH为3．2；（Ⅱ）加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色:（ Ⅲ）加入MnSO₄至紫红色消失，过滤。
①步骤Ⅰ的目的：          ；调节溶液的pH为3．2的目的是                  。
②向Ⅱ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO₂的现象是            ，写出其反应方程式：                                                               ；
③Ⅲ中加入MnS0₄的目的是            。
（4）从多次循环使用后母液中可回收的主要物质是                     。（填化学式）

（2014届江苏省南京市、淮安市高三第二次模拟考试化学试卷）
工业上利用软锰矿浆烟气脱硫吸收液制取电解锰，并利用阳极液制备高纯碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如下(软锰矿的主要成分是MnO₂，还含有硅、铁、铝的氧化物和少量重金属化合物等杂质)：

（1）一定温度下，“脱硫浸锰”主要产物为MnSO₄，该反应的化学方程式为        。
（2）“滤渣2”中主要成分的化学式为        。
（3）“除重金属”时使用(NH₄)₂S而不使用Na₂S的原因是        。
（4）“电解”时用惰性电极，阳极的电极反应式为        。
（5）“50℃碳化”得到高纯碳酸锰，反应的离子方程式为        。“50℃碳化”时加入过量NH₄HCO₃，可能的原因是：使MnSO₄充分转化为MnCO₃；        ；        。

（2014届山东省日照市高三3月模拟考试理综化学试卷）
亚氯酸钠(NaClO₂)是一种强氧化性漂白剂，广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。工业设计生产NaClO₂的主要流程如下：

（1）A的化学式是          ，装置III中A在         极区产生。
（2）II中反应的离子方程式是                 。
（3）通电电解前，检验III中阴离子的方法和步骤是                  。
（4）为防止II中制备的NaClO₂被还原成NaCl，应选合适的还原剂，除双氧水外，还可以选择的还原剂是          (填字母编号)。
a．Na₂O₂       b．FeCl₂       c．Na₂S
（5）常温时，HClO₂的电离平衡常数Ka=1．0710^-2mol·L^-1，II中反应所得NaClO₂溶液(含少量NaOH)的pH=13，则溶液中=          。
（6）气体a、b与氢氧化钠溶液可构成燃料电池，用该电池电解200 mL 0．5 mol·L^-1的CuSO₄溶液，生成铜3．2 g，此时所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是            

氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)等杂质)的流程如下:

提示:在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化，高锰酸钾的还原产物是MnO₂
回答下列问题:
(1)反应②中除掉的杂质离子是      ，发生反应的离子方程式为                                  
加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是                                              
(2)反应③的反应类型为      ，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有                       
(3)反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是                               
(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO₃·xZn(OH)₂ .取干操后的滤饼11.2g，煅烧后可得到产品8.1 g. 则x等于                                                   。                

TiO₂既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。
（1）实验室利用反应TiO₂（s）+CCl₄（g）TiCl₄（g）+CO₂（g），在无水无氧条件下制备TiCl₄，实验装置示意图如下：

有关物质性质如下表

物质	熔点/℃	沸点/℃	其他
CCl4	-23	76	与TiCl4互溶
TiCl4	-25	136	遇潮湿空气产生白雾

仪器A的名称是         ，装置E中的试剂是              。反应开始前依次进行如下操作：组装仪器、             、加装药品、通N₂一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括：①停止通N₂ ②熄灭酒精灯 ③冷却至室温。正确的顺序为          （填序号）。欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是                 。
（2）工业上由钛铁矿（FeTiO₃）(含Fe₂O₃、SiO₂等杂质)制备TiO₂的有关反应包括：

90℃

酸溶   FeTiO₃（s）+2H₂SO₄（aq）==FeSO₄（aq）+ TiOSO₄（aq）+ 2H₂O（l）

水解   TiOSO₄（aq）+ 2H₂O（l）==  H₂TiO₃（s）+H₂SO₄（aq） 
简要工艺流程如下：

①试剂A为    。钛液Ⅰ需冷却至70℃左右，若温度过高会导致产品TiO₂收率降低，原因是         。
②取少量酸洗后的H₂TiO₃，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H₂O₂后出现微红色，说明H₂TiO₃中存在的杂质离子是        。这种H₂TiO₃即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO₂也会发黄，发黄的杂质是          （填化学式）。

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)。

800℃ 800℃

（4）煅烧过程存在以下反应：

2MgSO₄+C="==" ="==" 2MgO+2SO₂↑+CO₂↑

800℃

MgSO₄+C="==" ="==" MgO+SO₂↑+CO↑

MgSO₄+3C="==" ="==" MgO+S↑+3CO↑
利用右图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。

①D中收集的气体可以是           (填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是           (填字母)。
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：                              。

实验室模拟回收某废旧含镍催化剂（主要成分为NiO，另含Fe₂O₃、CaO、CuO、BaO等）生产Ni₂O₃。其工艺流程为：

（1）根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱，可知浸出渣含有三种主要成分，其中“物质X”为            。图Ⅱ表示镍的浸出率与温度的关系，当浸出温度高于70℃时，镍的浸出率降低，浸出渣中Ni(OH)₂含量增大，其原因是        。
（2）工艺流程中“副产品”的化学式为            。
（3）已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氢氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Ni(OH)2
开始沉淀的pH	1.5	6.5	7.7
沉淀完全的pH	3.7	9.7	9.2

操作B是为了除去滤液中的铁元素，某同学设计了如下��验方案：向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液，调节溶液pH为3.7～7.7，静置，过滤。请对该实验方案进行评价        （若原方案正确，请说明理由；若原方案错误，请加以改正）。
（4）操作C是为了除去溶液中的Ca²⁺，若控制溶液中F^－浓度为3×10^－3mol·L^－1，则Ca²⁺的浓度为        mol·L^－1。（常温时CaF₂的溶度积常数为2.7×10^－11）
（5）电解产生2NiOOH·H₂O的原理分两步：
①碱性条件下Cl^－在阳极被氧化为ClO^－；
②Ni²⁺被ClO^－氧化产生2NiOOH·H₂O沉淀。
第②步反应的离子方程式为                      。

工业上以碳酸锰矿为主要原料生产MnO₂的工艺流程如下：
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氢氧化物	Al（OH）2	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Pb（OH）2	Mn（OH）2
开始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	4.2	8.0	8.3
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	6.7	8.8	9.8

 
请问答下列问题：
（1）酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是                  。
（2）酸浸后的溶液中含有Mn²⁺、 SO₄^2-，另含有少量Fe²⁺、Fe³⁺、A1³⁺、Cu²⁺、Pb²⁺等，其除杂过程如下：
①加入MnO₂将Fe²⁺氧化，其离子反应方程式为                     。 ②加入CaO将溶液的pH调到5.2～6.0，其主要目的是               。
③加入BaS，除去Cu²⁺、Pb²⁺后，再加入NaF溶液，除去                    。
（3）从溶液A中回收的主要物质是           ，该物质常用作化肥。（4）MnO₂粗品中含有少量Mn₃O₄，可以用稀硫酸处理，将其转化为MnSO₄和MnO₂，然后再用氧化剂将Mn²⁺转化为MnO₂，制得优质MnO₂，写出Mn₃O₄与稀硫酸反应的化学方程式                     。