高中化学晶格能的应用填空题

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                           。

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                     。

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）的工艺流程如图所示：

（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）在Na₂CO₃溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是____________（填序号）。

A．c(Na^+) = 2c(CO3^2-)	B．c(Na^+) > c(CO3^2-) > c(HCO3^-)
C．c(OH^-) > c(HCO3^-) > c(H^+)	D．c(OH^-)－c(H^+) = c(HCO3^-) + 2c(H2CO3)

（6）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____________。

粗锡的主要成分是锡，另外含有锌、铜、银、金等杂质。如图甲是工业上用电解法提
纯粗锡的一种工艺流程，电解装置如图乙所示。

（1）流程图中的硅氟酸（化学式为H₂SiF₆）是一种强酸，其中Si 的化合价为              ，其电离方程式为                 。
（2）硅氟酸有腐蚀性，能与SiO₂反应。电解粗锡可选取的电解槽有               （选填字母代号）。
a．玻璃电解槽          b．石英电解槽
c．塑料电解槽           d．蜡制电解槽
（3）粗锡为电极                （选填“a”或“b”），该电极为                  （选填“阳极”或“阴极”），电极反应式为              。
（4）阳极泥中含有的主要物质为                 （写化学式）。
（5）若电解时采用SnCl₂溶液作为电解液，当阴极增重11．90 g 时，电解质溶液减少的质量为0．54 g，则粗锡减少的质量为               （结果保留两位小数，不考虑进入阳极泥的物质）。

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                                           。

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。某同学查阅资料后设计生产NaClO₂的主要流程如下。

（1）双氧水的结构式为：           ;Ⅰ中发生反应的还原剂是　　　　　（填化学式）。
（2）Ⅱ中反应的离子方程式是　　　　　                      　　　 。
（3）A的化学式是　　　　　　　 ，装置Ⅲ中A在　　　　　　　 极区产生。
（4）ClO₂是一种高效水处理剂，可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备。
①写出该反应的化学方程式　　　　　　　
②研究表明：若反应开始时盐酸浓度较大，则气体产物中有Cl₂，用离子方程式解释产生Cl₂的原因　　　　　　                       　
（5）NaClO₂变质可分解为NaClO₃和NaCl。取等质量变质前后的NaClO₂试样均配成溶液，分别与足量FeSO₄溶液反应时，消耗Fe²⁺的物质的量　　　    (填相同、不相同或无法判断)

某亚硝酸钠生产厂采用硝酸为原料，其生产原理是NO＋NO₂＋2NaOH===2NaNO₂＋H₂O。工艺流程如下

（1）分解塔中填有大量的瓷环，其目的是：_____________________________。
（2）按一定计量比在反应塔中通SO₂和喷入硝酸，若反应后生成的NO与NO₂物质的量之比恰好1∶1，则分解塔中发生反应的化学方程式为： ____________________________。试从产物产率的角度分析该反应中硝酸的浓度不宜过大或过小的原因是_____________________________________，若硝酸浓度过高，吸收塔中可能发生的副反应化学方程式为_____________________________________________。
（3）通入一定量的N₂的目的是： ___________________________________。
（4）吸收塔中尾气如何再利用：_______________________________________。

钯(Pd)的性质与铂相似。工业上从废催化剂（主要成分是钯和活性炭，还含有少量铁、锌）中回收钯，采用如下流程：

请回答下列问题：
（1）酸溶I的目的是__________________________________。
（2）①酸溶Ⅱ时残渣与王水在加热条件发生的主要反应是：
3Pd +12HCl + 2HNO₃ 3H₂PdCl₄ + 2NO↑+ 4H₂O
写出催化剂中另一主要成分与浓硝酸反应的化学方程式：_________________。
②酸溶Ⅱ需控制温度不宜过高，除了控制一定反应速率外，其原因可能还有
_____________________________。
③若用足量的烧碱吸收气体，请写出吸收后溶液中含有的溶质的化学式：NaOH、NaNO₂、___________、___________。
（3）使用甲醛还原钯的化合物时，溶液须保持碱性，否则会造成甲醛的额外损耗，原因是_________。
（4）操作I的名称是_______________，溶液I可能含有的有机离子为________________。
（5）有人提出，在进行酸溶前最好先将废催化剂在700℃下进行灼烧，同时不断通入空气，
其目的是______________________________________________________。

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___________________。

(15分)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图如下：

请回答下列问题：
（1）电镀污泥的主要成分是                      （写化学式）；
（2）酸浸时发生反应的离子方程式是                          ；
（3）析出CuCl晶体时的最佳pH在        左右；
（4）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：
                                                       ；
（5）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                             。

(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）。

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^-＝Fe²⁺＋TiOCl₄^2-＋2H₂O
（1）化合物FeTiO₃中铁元素的化合价是            。
（2）滤渣A的成分是               。
（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的关系如下图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是                     。

（5）反应③的化学方程式是                       。
（6）若采用钛酸锂（Li₄Ti₅O₁₂）和磷酸亚铁锂（LiFePO₄） 作电极组成电池，其工作原理为：
Li₄Ti₅O₁₂＋3LiFePO₄Li₇Ti₅O₁₂＋3FePO₄
该电池充电时阳极反应式是                      。

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                               。

[化学选修2——化学与技术]
信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组，将一批废弃的线路析简单处理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

请回答下列问题：
（1）第①步Cu与酸反应的所有的离子方程式为_______；得到滤渣1的主要成分为___________。
（2）第②步加H₂O₂的作用是___________，使用H₂O₂的优点是___________，调溶液pH的目的是使________________生成沉淀。
（3）用第③步所得CuSO₄·5H₂O制备无水CuSO₄的方法是_______________________。
（4）由滤渣2制取Al₂（S0₄）₃•18H₂O，探究小组设计了三种方案：

上述三种方案中，________方案不可行，原因是________________从原子利用率角度考虑，__________方案更合理。