高中化学晶格能的应用填空题

某化学兴趣小组设计如下流程，从酸性工业废液（含H⁺、A1³⁺、Mg²⁺、Cr³⁺、SO₄^2-）中提取铬。

有关数据如下表：

回答下列问题：
（1）步骤①所得滤液可用于制取MgSO₄·7H₂O，酸性工业废液中加入适量氧化铝的作用是_  ___。
（2）若酸性废液中c(Mg²⁺)=0.lmol·L^-l，为达到步骤①的实验目的，则废液的pH应保持在             范围（保留小数点后l位）。
（3）步骤②中生成NaCrO₂的离子方程式为___                      _    。
（4）步骤④中反应的离子方程式为_____                       。
（5）步骤⑤在空气中充分灼烧的目的是              ，可选用的装置是__________（填序号）。

（6）用如图所示装置制取铬酸钠(Na₂CrO₄)，回答相关问题。

①a是电源的_____________极，阳极的电极反应式为______________。
②若电解一段时间后阴极收集到标准状况下的气体3.36 L，则理论上可制得___________g铬酸钠(忽略反应2CrO₄^2-(aq)+ 2H⁺(aq）Cr₂O₇^2-(aq)+ H₂O（1）的影响）

锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO₂）、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi⁺+xe^- = Li_xC₆。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。

回答下列问题：
（1）LiCoO₂中，Co元素的化合价为           。
（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式                      。
（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式          ；可用盐酸代替H₂SO₄和H₂O₂的混合液，但缺点是                           。
（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式                       。
（5）充放电过程中，发生LiCoO₂与Li_1-xCoO₂之间的转化，写出放电时电池反应方程式          。
（6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是       。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有                （填化学式）。

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[Sn(OH)Cl]。
回答下列问题：
（1）锡元素在周期表中位于第五周期，与碳元素位于同一主族，则锡元素的原子的核电荷数为_______。
（2）操作Ⅰ是_________、冷却结晶________、洗涤、干燥。。
（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__________________________。
（5）酸性条件下，SnSO₄还可以作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是___________。
（6）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；
③用已知浓度的K₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺，发生的反应为：
6FeCl₂ + K₂Cr₂O₇ + 14HCl =6FeCl₃ + 2KCl + 2CrCl₃ +7H₂O
取1.19g 锡粉，经上述各步反应后，共用去0.100 mol/L K₂Cr₂O₇溶液32.0 ml。锡粉中锡的质量分数是___________________。

硼镁泥主要成份是MgO(占35％)，还有CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质。从硼镁泥中提取MgSO₄·7H₂O的流程如下：

已知：NaClO与Mn²⁺反应产生MnO₂沉淀．

沉淀物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Fe（OH）2
开始沉淀pH	2.3	4.0	7.6
完全沉淀pH	4.1	5.2	9.6

根据题意回答第（1）～（5）题：
（1）在酸解过程中，欲加快酸解时的化学反应速率，请提出两种可行的措施：        、        。
（2）加入的NaClO可与Mn²⁺反应：Mn²⁺ + ClO^－ + H₂O ＝ MnO₂↓ + 2H⁺ + Cl^－，还有一种离子也会被NaClO氧化，并发生水解，该反应的离子方程式为                               。
（3）滤渣的主要成份除含有Fe（OH）₃、Al（OH）₃、MnO₂外，还有        。
（4）已知MgSO₄、CaSO₄的溶解度如下表：

温度（℃）	40	50	60	70
MgSO4	30.9	33.4	35.6	36.9
CaSO4	0.210	0.207	0.201	0.193

“除钙”是将MgSO₄和CaSO₄混合溶液中的CaSO₄除去，根据上表数据，简要说明操作步骤是蒸发浓缩，           。“操作I”是将滤液继续蒸发浓缩，冷却结晶，        __________    ，便得到了MgSO₄·7H₂O。
（5）实验中提供的硼镁泥共100 g，得到的MgSO₄·7H₂O为172.2 g，计算MgSO₄·7H₂O的产率为         。

钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。
（1）Co_xNi_(1-x)Fe₂O₄（其中Co、Ni均为+2）可用作H₂O₂分解的催化剂，具有较高的活性。
①该催化剂中铁元素的化合价为                   ；
②图1表示两种不同方法制得的催化剂Co_xNi_(1-x)Fe₂O₄在10℃时催化分解6%的H₂O₂溶液的相对初始速率随x变化曲线。由图中信息可知：        法制取得到的催化剂活性更高；Co²⁺、Ni²⁺两种离子中催化效果更好的是                   ；
（2）草酸钴是制备钴的氧化物的重要原料。下图2为二水合草酸钴（CoC₂O₄·2H₂O）在空气中受热的质量变化曲线，曲线中300℃及以上所得固体均为钴氧化物。

①通过计算确定C点剩余固体的化学成分为     （填化学式）。试写出B点对应的物质与O₂在225℃~300℃发生反应的化学方程式：                   。
②取一定质量的二水合草酸钴分解后的钴氧化物（其中Co的化合价为+2、+3），用480 mL 5 mol/L盐酸恰好完全溶解固体，得到CoCl₂溶液和4.48 L（标准状况）黄绿色气体。试确定该钴氧化物中Co、O的物质的量之比。

实验室用氧化锌矿粉（主要含ZnO、FeCO₃、CuO等）制备碱式碳酸锌[Zn₂(OH)₂CO₃]，并将其用于合成氨工艺脱硫研究。

（1）“酸浸”时保持H₂SO₄过量的目的是                   ；
（2）写出氧化时的离子方程式：                         ；
（3）流程中调节pH=5.4所加试剂X为                   （填序号）；
A．NaOH          B．ZnO         C．ZnCO₃
滤渣1的成分为           （写化学式）；
（4）上述流程中的“滤液”可以用作化肥，该滤液的主要成分为          （填化学式）；
（5）合成氨原料气脱硫原理如图，碱式碳酸锌吸收硫化氢的化学方程式为       。

硫酸亚锡（SnSO₄）是一种重要的硫酸盐，主要用于电镀工业的镀锡、铝合金表面的氧化着色、印染工业的媒染剂、双氧水去除剂等。某研究小组设计SnSO₄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易水解生成难溶物Sn(OH)Cl（碱式氯化亚锡）。
III.Sn(OH)₂的性质与Al(OH)₃性质相似。请回答下列问题：
（1）SnCl₂粉末需加浓盐酸进行溶解，这样操作的原因是                              。
（2）反应Ⅰ得到沉淀是SnO，得到该沉淀的离子方程式是                                  。
（3）将反应I滤液中的溶质提取出来的操作是            ，滤液I溶质的成分是           。
（4）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                。
（5）称取SnSO₄·x H₂O晶体50.2g，在隔绝空气的情况下小火加热至结晶水全部失去，冷却称量固体质量为43g，列式计算该晶体的化学式为                                        。

钒是一种重要的合金元素，还用于催化剂和新型电池。从含钒固体废弃物（含有SiO₂、Al₂O₃及其他残渣）中提取钒的一种新工艺主要流程如下：

部分含钒化合物在水中的溶解性如下表：

物质	V2O5	NH4VO3	VOSO4	(VO2)2SO4
溶解性	难溶	难溶	可溶	易溶

请回答下列问题：
（1）反应①所得溶液中除H⁺之外的阳离子有             。
（2）反应②碱浸后滤出的固体主要成分是            （写化学式）。
（3）反应④的离子方程式为                     。
（4）25℃、101 kPa时，4Al(s)＋3O₂(g)==2Al₂O₃(s)   ΔH₁＝-a kJ/mol
4V(s)＋5O₂(g)==2V₂O₅(s)   ΔH₂＝-b kJ/mol
用V₂O₅发生铝热反应冶炼金属钒的热化学方程式是 _________。
（5）钒液流电池（如下图所示）具有广阔的应用领域和市场前景，该电池中隔膜只允许H⁺通过。电池放电时负极的电极反应式为__________                    _______，电池充电时阳极的电极反应式是_______________________。

（6）用硫酸酸化的H₂C₂O₄溶液滴定(VO₂)₂SO₄溶液，以测定反应①后溶液中的含钒量，反应的离子方程式为：2VO₂⁺＋H₂C₂O₄＋2H⁺===2VO²⁺＋2CO₂↑＋2H₂O。取25.00 mL 0.1000 mol/LH₂C₂O₄标准溶液于锥形瓶中，加入指示剂，将待测液盛放在滴定管中，滴定到终点时消耗待测液24.0 mL，由此可知，该(VO₂)₂SO₄溶液中钒的含量为      g/L。

氯化亚铜（CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：

回答下列问题：
（1）步骤①中得到的氧化产物是_______（填离子符号），溶解温度应控制在60～70℃，原因是________。
（2）写出步骤③中主要反应的离子方程式___________。
（3）步骤⑤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是_________(写名称)。
（4）上述工艺中，步骤⑥不能省略，理由是_____________。
（5）准确称取所制备的氯化亚铜样品mg，将其置于过量的FeCl₃溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用amol/L的K₂Cr₂O₇溶液滴定到终点，消耗K₂Cr₂O₇溶液bmL，反应中Cr₂O₇^2-被还原为Cr³⁺，样品中CuCl的质量分数为__________。

七铝十二钙（12CaO•7Al₂O₃)是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主要含CaCO₃和MgCO₃)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：

（1）煅粉主要含MgO和        ；用适量的NH₄NO₃溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，该工艺中不能用（NH₄)₂SO₄代替NH₄NO₃，原因是                            。
（2）滤液I中的阴离子有         （忽略杂质成分的影响）；若滤液I中仅通入CO₂，会生成           ，从而导致CaCO₃产率降低。
（3）用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为                。
（4）电解制备Al(OH)₃时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为               。

高铁酸钠（Na₂FeO₄）是一种多功能、高效无毒的新型绿色水处理剂。

（1）Na₂FeO₄中铁元素化合价是   价，Na₂FeO₄具有较强的       （填“氧化性”或“还原性”）。
（2）用Na₂FeO₄给水消毒、杀菌时得到的Fe³⁺可以净水，Fe³⁺净水原因是                （用离子方程式表示）。
（3）工业上可用FeCl₃、NaOH 、NaClO三种物质在一定条件下反应制得Na₂FeO₄，完成下列化学方程式：2FeCl₃ + 10NaOH + 3NaClO = 2         + 5         + 9          。
（4）工业上还可用电解浓NaOH溶液的方法制Na₂FeO₄ 。
①若电解所需的浓NaOH溶液为16 mol/L，则在实验室配制500 mL该浓度的溶液需NaOH的质量为
______g；
② 电解浓NaOH溶液制备Na₂FeO₄，其工作原理如下图所示：
阳极的电极反应式为                            ；可循环使用的物质是        。

高纯度的氢氧化镁广泛应用于医药、电力等领域。镁硅酸盐矿石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如下：

已知1：溶液Ⅰ中除MgSO₄外，还含有少量Fe^3＋、Al^3＋、Fe^2＋等离子
2：几种金属阳离子的氢氧化物沉淀时的pH如下表所示：

	Fe^3+	Al^3+	Fe^2+	Mg^2+
开始沉淀时	1.5	3.3	6.5	9.4
沉淀完全时	3.7	5.2	9.7	12.4

 
（1）向溶液Ⅰ中加入X的作用是____________。
（2）向溶液Ⅰ中加入的两种试剂先后顺序是______________（填化学式）。
（3）加入H₂O₂溶液反应的离子方程式是__________________。
（4）下图是Mg²⁺转化率随温度t的变化示意图：

① t₁前Mg^2＋转化率增大的原因是____________；t₁后Mg^2＋转化率下降的原因是(用化学方程式表示)______________。
② 向溶液Ⅱ中加入氨水反应的离子方程式是_________。

粗铜精炼后的阳极泥含有Cu、Au(金)、Pb和PbSO₄等杂质，湿法处理阳极泥进行综合利用的流程如下：

（1）用CuSO₄做电解液电解含铜、金、铅的粗铜，阳极的电极反应式有：               和Cu-2e^一=Cu²⁺。
（2）焙烧阳极泥时，为了提高焙烧效率，采取的合理措施是       ，焙烧后的阳极泥中除含金、PbSO₄外，还有               （填化学式）。
（3）操作I的主要步骤为_____________过滤、洗涤、干燥，操作II的名称是                     。
（4）写出用SO₂还原AuCl₄^一的离子方程式______________________。
（5）为了减少废液排放、充分利用有用资源，工业上将滤液l并入硫酸铜溶液进行循环操作，请指出流程图中另一处类似的做法_____________________。
（6）已知常温时，K_sp(PbCO₃)=l.46×l0^-13，Ksp(PbSO₄)= 1.82×l0^-8，用离子方程式表示加入碳酸钠溶液的作用____________________________。

亚氯酸钠(NaClO₂)是一种高效氧化剂和优质漂白剂。一种以氯酸钠(NaClO₃)为原料制备NaClO₂粗品的工艺流程如下图所示：

已知：
①纯ClO₂易分解爆炸，空气中ClO₂ 的体积分数在10%以下比较安全；
②NaClO₂在碱性溶液中稳定存在，在酸性溶液中迅速分解；
③含水NaClO₂受热易分解。
（1） 试剂A 可以选择___________(填字母序号)。
a. SO2   b. 浓硝酸  c. KMnO4
（2） 反应Ⅱ的离子方程式为_________。
（3） 下列关于上述流程的说法中，合理的是________(填字母序号)。
a. 反应Ⅰ进行过程中应持续鼓入空气
b. 反应Ⅰ后得到的母液中，溶质的主要成分是NaCl
c. 反应Ⅱ中NaOH 应过量
（4） 已知压强越大，物质的沸点越高。反应Ⅱ结束后采用“减压蒸发”操作的原因是____________。
（5） 中间产物二氧化氯(ClO₂)在生产生活中也有广泛应用。用ClO₂处理泄漏的氰化钠(NaCN)，得到无毒的NaCl、N₂和CO₂。若处理含NaCN4×10^-5mol ·L-1的废水 1000L，至少需要ClO₂的质量为___________g。

I 铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：

回答下列有关问题：
（1）检验硫酸铁溶液中是否存在Fe²⁺的方法是___________________。
（2）干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO₄+6Na₂O₂ = 2Na₂FeO₄+2Na₂O+2Na₂SO₄+O₂↑
该反应中的还原剂是___________，每生成l mol Na₂FeO₄转移____________mol电子。
（3）湿法制备高铁酸钾(K₂FeO₄)的反应体系中有六种微粒：
Fe(OH)₃、ClO^-、OH^-、FeO₄^2-、Cl^-、H₂O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式：_______________。
②若反应过程中转移了0.3 mol电子，则还原产物的物质的量为___________。
II某化学小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备。已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni，还含有Al(31％)、Fe(1．3％)的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3％)。

部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH如下：

（1）“碱浸”过程中发生反应的离子方程式是
（2）“酸浸”时所加入的酸是                      (填化学式)。
（3）加入H₂O₂时发生反应的离子方程式为                  
（4）操作b为调节溶液的pH，你认为pH的调控范围是                  
（5）NiS0₄·7Hz0可用于制备镍氢电池(NiMH)，镍氢电池目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中总反应的化学方程式是Ni(OH)₂+M=NiOOH+MH，则NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为                   。