高中化学晶格能的应用试题

Ba(OH)₂是重要的化工原料，工业上采用重晶石（主要成分为硫酸钡）和软锰矿（主要成分为二氧化锰，含有二氧化硅杂质）制备，同时得到碳酸锰等副产品。其工业流程如下：

已知：MnO₂为两性氧化物，MnO为碱性氧化物。
（1）高温还原过程中，硫酸钡被碳还原为BaS，然后水浸得到。投料时煤炭的量相对要多其作用除了使硫酸钡充分反应外，还有      。
（2）氧化时反应还生成MnO和一种固体产物，则该反应的化学方程式为      ，氧化时控制MnO₂与BaS的投料比在2~3之间，若投料比大于4，则Ba(OH)₂的转化率明显降低，原因可能是     
（3）酸化的离子反应方程式为      ，滤渣的主要成分为      。
（4）中和时通入氨气调节溶液的pH值，若pH值偏高，会造成碳酸锰不纯，原因是      。

某合作学习小组的同学拟用硼砂制取硼酸并测定硼酸样品的纯度。制备硼酸的实验流程如下：

（1）溶解硼砂时需要的玻璃仪器有：烧杯和      。
（2）用pH试纸测定溶液pH的操作方法为      。
（3）用盐酸酸化硼砂溶液生成硼酸的离子方程式为        。
（4）实验流程中缺少的步骤a、步骤b操作分别为     、       。
（5）硼酸酸性太弱不能用碱的标准溶液直接滴定，实验室常采用间接滴定法，其原理为：

滴定步骤为：

①滴定到终点时溶液颜色变化是     。
②若滴定到终点时消耗NaOH标准溶液22.00mL，则本次滴定测得的硼酸样品中硼酸的质量分数为     （假定杂质不反应）。
③若滴定时滴定管尖嘴部分有气泡，滴定过程中消失，将导致测得的结果     （选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）。

氯酸镁[Mg(ClO₃)₂]常用作催熟剂、除草剂等，实验室制备少量Mg(ClO₃)₂•6H₂O的流程如下：

已知：
①卤块主要成分为MgCl₂•6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等杂质。
②四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如图所示。

（1）“调节pH=4”可选用的试剂是            （填编号）。
①MgO    ②CuO     ③MgCO₃    ④Mg 
（2）加入BaCl₂的目的是除去杂质离子，检验杂质离子已沉淀完全的方法是                       。
（3）“滤渣”的主要成分为                      。
（4）加入NaClO₃饱和溶液发生反应为：MgCl₂+2NaClO₃═===Mg(ClO₃)₂+2NaCl，再进一步制取Mg(ClO₃)₂•6H₂O的实验步骤依次为：①蒸发、浓缩、结晶；②        ；③         ；④过滤、洗涤、干燥。
（5）将产品先用水洗涤，再用无水乙醇清洗。无水乙醇的作用是                  。
（6）产品中Mg(ClO₃)₂•6H₂O含量的测定：
步骤1：准确称量3.00g产品配成100mL溶液。
步骤2：取10mL于锥形瓶中，加入10mL稀硫酸和20mL 1.000mol•L^-1的FeSO₄溶液，微热。
步骤3：冷却至室温，用0.100mol•L^-1 K₂Cr₂O₇溶液滴定至终点，此过程中反应的离子方程式为：
Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺===2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O。
步骤4：将步骤2、3重复两次，平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00mL。
①写出步骤2中发生反应的离子方程式：                         。
②产品中Mg(ClO₃)₂•6H₂O的质量分数为                        。

工业上用闪锌矿（主要成分为ZnS，还含有CdS、Fe₂O₃等杂质）为原料生产ZnSO₄·7H₂O的工艺流程如下：（已知Cd的金属活动性介于Zn和Fe之间）

（1）从滤渣A中可获得一种淡黄色非金属单质的副产品，其化学式为              。
（2）浸取时Fe₂(SO₄)₃与ZnS发生反应的化学方程式为                             。
（3）除铁过程控制溶液的pH在5.4左右，该反应的离子方程式为                        。
该过程在空气入口处设计了一个类似淋浴喷头的装
置，其目的是                          。
（4）置换法除去重金属离子Cd²⁺，所用物质C为    。
（5）取28.70 g ZnSO₄·7H₂O加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所示。

680℃时所得固体的化学式为         。
a．ZnO       b．Zn₃O(SO₄)₂     c．ZnSO₄     d．ZnSO₄·H₂O

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                           。

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                                           。

过氧化钙可以用于改善地表水质，处理含重金属粒子废水和治理赤潮，也可用于应急供氧等。工业上生产过氧化钙的主要流程如下：

已知CaO₂·8H₂O呈白色，微溶于水，加热至350 ℃左右开始分解放出氧气。
（1）用上述方法制取CaO₂·8H₂O的化学方程式是________；
（2）检验“水洗”是否合格的方法是________；
（3）沉淀时常用冰水控制温度在0 ℃左右，其可能原因是(写出两种)：
①____________；②____________。
（4）测定产品中CaO₂的含量的实验步骤：
第一步：准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入少量2 mol·L^－1的H₂SO₄溶液，充分反应。
第二步：向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。
第三步：逐滴加入浓度为c mol·L^－1的Na₂S₂O₃溶液至反应完全，消耗Na₂S₂O₃溶液V mL。
【已知：】
①CaO₂的质量分数为____________(用字母表示)；
②某同学第一步和第二步的操作都很规范，第三步滴速太慢，这样测得的CaO₂的质量分数可能________(填“不受影响”、“偏低”或“偏高”)，原因是_________。

重铬酸钠（Na₂Cr₂O₇•2H₂O）俗称红矾钠，在工业上有广泛的用途。我国目前主要是以铬铁矿（主要成份为FeO•Cr₂O₃，还含有Al₂O₃、MgO、SiO₂等杂质）为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下：

①中涉及的主要反应有：
主反应： 4FeO·Cr₂O₃＋8Na₂CO₃＋7O₂ 8Na₂CrO₄＋2Fe₂O₃＋8CO₂
副反应：SiO₂＋Na₂CO₃ Na₂SiO₃＋CO₂↑、Al₂O₃＋Na₂CO₃ 2NaAlO₂＋CO₂↑
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Mg(OH)2	Cr(OH)3
完全沉淀时溶液pH	4.7	3.7	11.2	5.6

试回答下列问题：
（1）“①”中反应是在回转窑中进行，反应时需不断搅拌，其作用是               。
（2）“③”中调节pH至4.7，目的是                                         。
（3）“⑤”中加硫酸酸化的目的是使CrO₄^2－转化为Cr₂O₇^2－，请写出该平衡转化的离子方程式：                                                              。
（4）制取红矾钠后的废水中还含有少量的CrO₄^2－，根据有关标准，含CrO₄^2－的废水要经化学处理，使其浓度降至5.0×10^－7 mol·L^－1以下才能排放。含CrO₄^2－的废水处理可用还原法：
CrO₄^2-Cr³⁺Cr(OH)₃。绿矾还原CrO4^2－的离子方程式为：
                                                。
用该方法处理10 m³ CrO₄^2－的物质的量浓度为1.5×10^－3 mol·L^－1的废水，至少需要绿矾（FeSO₄•7H₂O，相对分子质量为278）的质量是       Kg（保留两位小数）。
步骤⑦的操作是        。为进一步得到较为纯净的红矾钠的操作是            

三氯化铬是化学合成中的常见物质，三氯化铬易升华，在高温下能被氧气氧化。制备三氯化铬的流程如下图所示：

（1）重铬酸铵分解产生的三氧化二铬（Cr₂O₃难溶于水）需用蒸馏水洗涤，如何用简单方法判断其已洗涤干净？                                              。
（2）已知CCl₄沸点为76.8℃，为保证稳定的CCl₄气流，适宜的加热方式是       。
（3）用下图装置制备CrCl₃时，

反应管中发生的主要反应为：  Cr₂O₃+3CCl₄==2CrCl₃+3COCl₂，则向三颈烧瓶中通入N₂的作用为：
①                                     ；
②                                     。
（4）样品中三氯化铬质量分数的测定：称取样品0.3000g，加水溶解并定容于250mL容量瓶中。移取25.00mL于碘量瓶（一种带塞的锥形瓶）中，加热至沸后加入1g Na₂O₂，充分加热煮沸，适当稀释，然后加入过量2mol·L^–1H₂SO₄至溶液呈强酸性，此时铬以Cr₂O₇^2–存在，再加入1.1g KI，加塞摇匀，充分反应后铬以Cr³⁺存在，于暗处静置5min后，加入1mL指示剂，用0.0250mol·L^–1标准Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，平行测定三次，平均消耗标准Na₂S₂O₃溶液21.00mL。（已知：2Na₂S₂O₃+I₂ == Na₂S₄O₆+2NaI）
①滴定实验可选用的指示剂名称为     ，判定终点的现象是             ；若滴定时振荡不充分，刚看到局部变色就停止滴定，则会使样品中无水三氯化铬的质量分数的测量结果         （填“偏高”“偏低”或“无影响”）。
②加入Na₂O₂后要加热煮沸，其主要原因是                               。
③加入KI时发生反应的离子方程式为                                   。
④样品中无水三氯化铬的质量分数为                 。（结果保留一位小数）

(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）。

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                               。

常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等，废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源。
（1）填充物用60℃温水溶解，目的是          。
（2）操作A的名称为            。
（3）铜帽溶解时加入H₂O₂的目的是                       （用化学方程式表示）。铜帽溶解完全后，可采用_____________方法除去溶液中过量的H₂O₂。
（4）碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn(OH)₂，其负极的电极反应式为           。
（5）滤渣的主要成分为含锰混合物，向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止。主要反应为  2MnO(OH)+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄=3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O。
①当1 mol MnO₂参加反应时，共有     mol电子发生转移。
②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应，试写出该反应的化学方程式：                   。
（6）锌锰干电池所含的汞可用KMnO₄溶液吸收。在不同pH下，KMnO₄溶液对Hg的吸收率及主要产物如下图所示：

根据上图可知：
①pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高，汞的吸收率__        _.
②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO₄在酸性条件下        强.

硼和铝位于同一主族，它们可以形成许多组成和性质类似的化合物。一种用硼镁矿（Mg₂B₂O₅·H₂O）制取单质硼的工艺流程图如下：

结合流程图回答下列问题：
（1）溶液a、溶液b中溶质的化学式分别为                ．                。
（2）写出步骤①的化学方程式                         。
（3）写出步骤②的离子方程式                         。
（4）步骤③中化学反应可以发生的原因是            。
（5）过硼酸钠晶体（NaBO₃·4H₂O）是一种优良的漂白剂，在70℃以上加热会逐步失去结晶水。实验测得过硼酸钠晶体的质量随温度变化的情况如下图所示，则T₂℃时所得晶体的化学式为          。

以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等。实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红(Fe₂O₃)，过程如下：

（1）硫酸渣的成分中既能与酸又能与碱反应的是        ，写出酸溶过程Fe₂O₃与稀硫酸反应的离子反应方程式：                                      。
（2）生产过程中，为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是      
（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	Al(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2
开始沉淀	2.7	3.8	7.5	9.4
完全沉淀	3.2	5.2	9.7	12.4

（3）滤渣A的主要成分为      ，滤液B含有的主要物质有                      。
（4）如何证明洗涤环节充分洗净                                             。
（5）已知硫酸渣质量为a kg，假设铁红制备过程中铁元素损耗25%，最终得到铁红的质量为b kg，则原来硫酸渣中铁元素质量分数为                       。（用题中所给数据列式并用最简整数比表示结果）