高中化学晶格能的应用简答题

[化学选修——2：化学与技术]我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃等。一种利用粉煤灰制取氧化铝、硫酸铁溶液、二氧化硅的工艺流程如下：

（1）操作i的名称为          。
（2）工业上若需加快粉煤灰与NaOH溶液反应的浸出速率，可采取的措施有         （写两点即可）。
（3）写出固体A溶解在稀硫酸中所得溶液与H₂O₂反应的离子方程式            。
（4）以上流程中可以循环利用的物质是         （填化学式）。
（5）某科研小组用硫酸作为浸取液，浸取粉煤灰中的铝元素和铁元素，在104℃用硫酸浸取时，铝的浸取率与时间的关系如图1，适宜的浸取时间为     h；铝的浸取率与的关系如图2所示，从浸取率角度考虑，三种助溶剂NH₄F、KF及NH₄F与KF的混合物，在相同时，浸取率最高的是        （填化学式）。

（6）Al/AgO电池是一种新型安全电池，广泛用于军事领域，其电池总反应为：2Al ＋ 3AgO ＋ 2OH^―＋ 3H₂O2[Al（OH）₄]^―＋ 3Ag，则该电池工作时正极的电极反应方程式为          ，若电池产生6mol电子转移，整体上分析电池负极消耗的OH^―物质的量最终为      mol。

某化学小组在实验室模拟用软锰矿（主要成分MnO₂，杂质为铁及铜的化合物等）制备高纯碳酸锰，过程如下（部分操作和条件略）：
① 缓慢向烧瓶中（见图）通入过量混合气进行“浸锰”操作，主要反应原理为：

SO₂+ H₂O = H₂SO₃
MnO₂+ H₂SO₃ = MnSO₄+ H₂O
（铁浸出后，过量的SO₂ 会将Fe³⁺还原为Fe²⁺）
② 向“浸锰”结束后的烧瓶中加入一定量纯MnO₂粉末。
③ 再用Na₂CO₃溶液调节pH为3.5左右，过滤。
④ 调节滤液pH为6.5～7.2 ，加入NH₄HCO₃ ，有浅红色的沉淀生成，过滤、洗涤、干燥，得到高纯碳酸锰。
回答：
（1）“浸锰”反应中往往有副产物MnS₂O₆ 的生成，温度对“浸锰”反应的影响如下图，为减少MnS₂O₆的生成，“浸锰”的适宜温度是          。

（2）查阅表1，③中调pH为3.5时沉淀的主要成分是      。②中加入一定量纯MnO₂粉末的主要作用是        ，相应反应的离子方程式为         。
表1：生成相应氢氧化物的pH

物质	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mn(OH)2	Cu(OH)2
开始沉淀pH	2.7	7.6	8.3	4.7
完全沉淀pH	3.7	9.6	9.8	6.7

 
（3）③中所得的滤液中含有Cu²⁺，可添加过量的难溶电解质MnS除去Cu²⁺，经过滤，得到纯净的MnSO₄。用平衡移动原理解释加入MnS的作用_________________。
（4）④中加入NH₄HCO₃ 后发生反应的离子方程式是____________________。
（5）检验④中沉淀是否洗涤干净的方法是          。

【选修2：化学与技术】材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础，回答下列问题：
（1）下列生产工艺能获取新型无机非金属材料的是（填序号）
①采用甲烷为原料，在微波和其他条件下生产金刚石
②在玻璃生产过程中加人K、Pb生产其有特殊用途的光学玻璃
③在水泥生产过程中加入高炉矿渣生产特殊用途的水泥
④采用传统方法用焦炭还原SiO₂制备单晶硅
（2）某炼铁高炉中一次投入磁铁矿冶炼生铁，若不考虑其他的的反应，也不考虑生铁中的杂质，则炼得的生铁为3．36 t．，该过程中转移的电子数为     mol，生铁中含碳、硫等元素较多，炼钢是以生铁为原料，除去过多的碳、硫等杂质元素，其中除去硫的化学方程式为          
（3）工业炼金属铝的工艺流程如下：

该工艺中冰晶石和氟化钙的作用是              ，物质W的化学式为          
（4）金属腐蚀带来的损失无法估量。钢铁腐蚀多为吸氧腐蚀，其正极反应式为           ＿

工业上常利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO₂)来吸收含SO₂的废气，最终制得硫酸锰晶体(MnSO₄·H₂O)，其主要流程如下：

已知：浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn²⁺，还含有少量的Fe²⁺、Al³⁺等其他金属离子。有关金属离子形成氢氧化物沉淀时溶液的pH见下表：

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe^2+	7.6	9.7
Fe^3+	2.7	3.7
Al^3+	3.8	4.7
Mn^2+	8.3	9.8

 
（1）软锰矿浆中通入含SO₂废气后，发生主要反应的化学方程式为____________________。
（2）浸出液中加入MnO₂粉末的目的是____________；反应的离子方程式是___________________。
（3）溶液中加入石灰浆来调节pH，其作用是_________________；pH应调节的范围是__________。
（4）滤渣的主要成分是________________________________________________(用化学式表示)。

NiSO₄·6H₂O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等，可由电镀废渣（除含镍外，还含有：Cu、Zn、Fe、Cr等杂质）为原料获得。操作步骤如下：
①用稀硫酸溶液溶解废渣，保持pH约1.5，搅拌30min，过滤。
②向滤液中滴入适量的Na₂S，除去Cu²⁺、Zn²⁺，过滤。
③保持滤液在40℃左右，用6%的H₂O₂氧化Fe²⁺，再在95℃加入NaOH调节pH，除去铁和铬。
④在③的滤液中加入足量Na₂CO₃溶液，搅拌，得NiCO₃沉淀。
⑤________________________________________________________________________。
⑥_______________________________________________________________________。
⑦蒸发、冷却结晶并从溶液中分离出晶体。
⑧用少量乙醇洗涤并凉干。
（1）步骤②除可观察到黑色沉淀外，还可嗅到臭鸡蛋气味，用离子方程式说明气体的产生：_______________________________________________。
（2）步骤③中，加6%的H₂O₂时，温度不能过高，其原因是：______________________
_____________________________。
（3）除铁方法有两种，一是用H₂O₂作氧化剂，控制pH值2～4范围内生成氢氧化铁沉淀；
另一种方法常用NaClO₃作氧化剂，在较小的pH条件下水解，最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠［Na₂Fe₆(SO₄)₄(OH)₁₂］沉淀除去。下图是温度-pH值与生成的沉淀关系图，图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域（已知25℃时，Fe(OH)₃的Ksp= 2.64×10^?39）。

下列说法正确的是______________（选填序号）。
a．FeOOH中铁为+2价
b．若在25℃时，用H₂O₂氧化Fe²⁺，再在pH=4时除去铁，此时溶液中c(Fe³⁺)=2.64×10^?29
c．用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe²⁺离子方程式为：6Fe²⁺+ClO₃^－+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^－+3H₂O
d．工业生产中温度常保持在85～95℃生成黄铁矾钠，此时水体的pH约为1.2～1.8
（4）确定步骤④中Na₂CO₃溶液足量，碳酸镍已完全沉淀的简单方法是：_____________
_________________________________________________________。
（5）补充上述步骤⑤和⑥【可提供的试剂有6mol/L的H₂SO₄溶液，蒸馏水、pH试纸】。

合成材料的应用与发展，大大方便了人类的生活，但由于合成材料废弃物的急剧增加带来了环境问题，废弃塑料带来的“白色污染”尤为严重。请你就怎样解决“白色污染”提出至少三条切实可行的措施。
（1）_________________________________；
（2）_________________________________；
（3）_________________________________；
（4）_________________________________。