高中化学晶格能的应用试题

CoCl₂·6H₂O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿(主要成分为Co₂O₃、Co(OH)₃，还含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO等)制取CoCl₂·6H₂O的工艺流程如下：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：(金属离子浓度为：0.01mol/L)

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3	Mn(OH)2
开始沉淀	2.7	7.6	7.6	4.0	7.7
完全沉淀	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

 
③CoCl₂·6H₂O熔点为86℃，加热至110~120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴。
（1）写出浸出过程中Co₂O₃发生反应的离子方程式________________________。
（2）写出NaClO₃发生反应的主要离子方程式_____________________________；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO₃时，可能会生成有毒气体，写出生成该有毒气体的离子方程式_______________。
（3）“加Na₂CO₃调pH至a”,过滤所得到的沉淀成分为                   。
（4）“操作1”中包含3个基本实验操作，它们依次是_________、__________和过滤。制得的CoCl₂·6H₂O在烘干时需减压烘干的原因是__________________。
（5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。向“滤液”中加入萃取剂的目的是_________；其使用的最佳pH范围是________________。

A．2.0~2.5     B．3.0~3.5         C．4.0~4.5     D．5.0~5.5
（6）为测定粗产品中CoCl₂·6H₂O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO₃溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl₂·6H₂O的质量分数大于100％，其原因可能是_____________________。（答一条即可）

MnCO₃可用作电讯器材元件材料，还可用作瓷釉、颜料及制造锰盐的原料。实验室模拟以MnO₂为原料生产MnCO₃的工艺流程如下：

已知：MnCO₃难溶于水和乙醇，受热易分解。
⑴ 实验室中过滤操作所用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、   。
⑵①检验水洗是否合格的方法是       。
②水洗结束后，用乙醇洗涤的目的是       。
⑶ MnCO₃在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图所示。则300℃时，剩余固体中n(Mn)∶n(O)为       ；图中点D对应固体的成分为   （填化学式）。

高铁酸钾(K₂FeO₄)是新型多功能水处理剂，碱性条件下性质稳定，其生产过程如下：

请回答下列问题
（1）氯碱工业制Cl₂的化学反应方程式                                  ；
（2）生成“反应液Ⅱ”的离子方程式是      ；（3）使用碱性KClO的原因是    ；
（4）从“反应液II”中分离出K2FeO4后 ，副产品是KCl和      (填化学式)，该混合物可用         方法分离提纯（填字母序号）；

A．过滤

B．分液

C．蒸馏

D．重结晶

（5）工业生产3.96t K₂FeO₄，理论上消耗Cl₂的物质的量为______mol。

重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成份为FeO·Cr₂O₃，以及SiO₂、Al₂O₃等杂质）为原料生产，实验室模拟工业法用铬铁矿制K₂Cr₂O₇的主要工艺如下：

反应器中主要发生的反应为：
Ⅰ.FeO·Cr₂O₃＋NaOH＋KClO₃→Na₂CrO₄＋Fe₂O₃＋H₂O+KCl（未配平）
Ⅱ.Na₂CO₃+SiO₂Δ Na₂SiO₃+CO₂↑
Ⅲ.Al₂O₃+2NaOHΔ 2NaAlO₂+H₂O
在步骤③中将溶液pH调节到7~8可以将SiO₃^2-和AlO₂^-转化为相应的沉淀除去。
（1）在反应Ⅰ中氧化剂是________，若有245g KClO₃参加反应，则转移的电子数为_____________。
（2）反应器中生成的Fe₂O₃又可和Na₂CO₃反应得到一种摩尔质量为111g/mol的化合物，能强烈水解，在操作②生成沉淀而除去，写出生成该化合物的化学反应方程式_____________________________
___________________________。
（3）操作④目的是将CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，其现象为__________________________，离子方程式为_______________________________________。
（4）请选用合适的方法进一步提纯粗产品重铬酸钾__________（填字母）
A．重结晶        B．萃取分液        C．蒸馏
（5）分析产品中K₂Cr₂O₇的纯度是利用硫酸酸化的K₂Cr₂O₇将KI氧化成I₂,然后利用相关物质测出I₂的量从而获得K₂Cr₂O₇的量，写出酸化的K₂Cr₂O₇与KI反应的化学方程式________________________。

锌锰干电池所含的汞、酸或碱等在废弃后进入环境中将造成严重危害。对废旧电池进行资源化处理显得非常重要。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）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_________________________________________________________。
（2）填充物用60℃温水溶解，目的是加快溶解速率，但必须控制温度不能太高，其原因是___________。
（3）操作A的名称为_____________ 。
（4）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。其主要反应为2MnO(OH)+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+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，试写出其反应的化学方程式：________________。
（5）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。
（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__________________________________________________.
②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是_____________________________________.

以硫铁矿烧渣（含有氧化铁和少量硫化亚铁、二氧化硅等）为原料制备聚铁{可表示为Fe₂(OH)_n(SO₄)_3-n/2，和绿矾(FeSO₄.7H₂O)具有成本低、反应快、产品质量高等优点。制备流程如下图：

（1）流程图中溶液X为Fe(SO₄)₃，溶液，据此写出操作①中属于氧化还原反应的离子方程式：____________。
（2）操作②的处理存在弊端，该弊端是_____________。若固体W与KOH溶液昆合加热，其中一个反应的化学方程式为3S+6KOH2K₂S+K₂SO₃+3H₂O，该反应的氧化剂与还原剂质量之比为___________。
（3）操作③需要加入的物质（试剂）是_________，目的是___________________________。
（4）操作⑤是使溶液pH___________（填“增大”或“减小”）。
（5）操作⑥控制温度为70 -80℃的目的是_________________________________________ 。
（6）双氧水在酸性环境（硫酸）中是一种强氧化剂，可以将硫酸亚铁氧化成三价铁，制得Fe₂(OH)_n(SO₄)_3-n/2，反应的化学方程式为__________________________________。

工业上常用含少量Al₂O₃的钒铁矿（FeO·V₂O₅）碱熔法提取V₂O₅。简要流程如下：

已知：①焙烧时Al₂O₃和V₂O₅都能与纯碱反应，生成相对应的钠盐，同时放出CO₂气体
②常温下物质的溶解度：NaVO₃～21．2g／l00g水；HVO₃～0．008g/l00g水
请回答：（1）请写出钒铁矿焙烧时，V₂O₅与纯碱反应化学方程式____              。
“浸出渣B”的主要成分可能是①       ；②_    ___ ；③_    ___；④____   。（写化学式，可不填满）
（2）生产中，不直接用H₂SO₄浸泡“烧渣A”获取HVO₃的原因是____            。
（3）“操作①”包括       、洗涤、干燥。如果不洗涤，则产品中可能含有的金属阳离子是      、      。下列装置（部分夹持仪器省去）可用在实验室进行“操作②”的是____ 。（填序号）

（4）NaVO₃用于原油的脱硫技术，由V₂O₅溶于热NaOH溶液中制取，反应的离子方程式为____                                                     。

以含有Al₂O₃、Fe₂O₃等杂质的铬铁矿[主要成份为Fe（CrO₂）₂]为主要原料生产重铬酸钠晶体（ Na₂Cr₂O₇·2H₂O）的主要工艺流程如下：

己知：铬铁矿在空气中与纯碱煅烧生成Na₂CrO₄和一种红棕色固体，同时释放出CO₂气体，同时A1₂O₃+Na₂CO₃2NaAlO₂+CO₂↑。请回答：
（1）在铬铁矿Fe（CrO₂）₂中，Cr的化合价为____。
（2）滤渣1的成分为________，滤渣2的成分为____。
（3）将滤渣l放入稀硫酸溶解后得溶液W，检验该溶液中金属离子的方法是       。
（4）铬铁矿中的Al₂O₃杂质在工业上可用来冶炼铝，该化学方程式为
（5）根据有关国家标准，含CrO₄^2－的废水要经化学处理，使其浓度降至5．0×10^－7 mo1/L以下才能排放。含CrO₄^2－的废水处理通常有以下两种方法。
①沉淀法：加入可溶性钡盐生成BaCrO₄沉淀，再加入可溶性硫酸盐处理多余的Ba²⁺。加入可溶性钡盐后的废水中Ba²⁺的浓度应不小于          mol/L，后续废水处理方能达到国家排放标准。
②还原法：。写出酸性条件下 CrO₄^2－与绿矾在溶液中反应的离子方程式                  。
（6）某高效净水剂是由K₂FeO₄得到的，工业上以溶液W、次氯酸钾和氢氧化钾为原料制备K₂FeO₄，该反应的化学方程式是               。

工业上可以从电解铜的阳极泥中提取很多重要物质，其工艺流程如下：

已知：①阳极泥的主要化学成分，如表1所示
表一

主要成份	Cu    Ag     Au      Se     Te
百分含量/%	23．4    12．1     0．9     6．7     3．1

 
②温度和硫酸浓度对阳极泥中各组分浸出率的影响，如表2所示
表二

	固定浸出温度			固定H2SO4浓度
H2SO4浓度 mol/L	浸出率/%		浸出温度/℃	浸出率/%
Cu  Ag  Au  Se  Te		Cu  Ag  Au  Se  Te
4	95．1 4．67  <0．2  0．83 8．93		30	87．1 4．58  <0．2 0．08 6．83
3	94．5 4．65  <0．2  0．28 6．90		40	94．5 4．65  <0．2  0．28 6．90
2	78．1 2．65  <0．2  0．05 2．85		50	96．1 5．90  <0．2  0．64 8．73

 
（1）步骤I的主要目的为浸出铜，此过程中发生的主要反应的化学方程式为____________分析表2数据，可知步骤I最适合的条件为                   。
（2）步骤Ⅱ中，加入Cu粉的目的是除去滤液中含碲的离子，加入NaCl的目的为____。
（3）步骤Ⅲ的操作方法为                     。
（4）步骤Ⅳ中，反应温度为75℃。加入H₂O₂溶液的作用为                  ；此过程中H₂O₂溶液的添加量要远远高于理论值，原因为                  。
（5）步骤Ⅵ中所发生反应的化学方程式为                       。
（6）步骤Ⅶ中，Te的获得可以通过碱性环境下电解Na₂TeO₃溶液实现，其阴极的电极反应式为     。
（7）步骤Ⅷ中得到的Au和Ag混合物可以用____进行分离（填选项字母）。
A．稀硝酸    B．浓盐酸    C．浓氢氡化钠溶液    D．王水

钛有强度高和质地轻的优点，广泛应用于飞机制造业等。工业上利用钛铁矿，其主要成分为钛酸亚铁（FeTiO₃）制备钛金属，工业流程如下： 已知：Ti与TiO₂化学性质稳定，不溶于稀硫酸、稀盐酸等。

（1）请写出FeTiO₃与稀盐酸反应的离子方程式：                                          。
（2）请写出“熔融氧化”的化学方程式：                                                    。
（3）电解氯化镁的阴极反应式为：                                                ，可循环利用的物质为：                              （填化学式）。
（4）热还原法中能否改用钠代替镁作还原剂：    （填“能”或“不能”）；原因为：                                                                 。
（5）用此方法制备得到的Ti金属常混有MgCl₂和Mg，除杂试剂是         （填化学式）。

二氧化铈(CeO₂)是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂以及其他少量可溶于稀酸的物质)。某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下:

（1）洗涤滤渣A的目的是为了除去____________（填离子符号），检验该离子是否洗净的方法是_________________________________________________________。
（2）第②步反应的离子方程式是______________________________________，滤渣B的主要成分是___________________。
（3）萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，TBP______________（填“能”或“不能”）与水互溶。实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有_______________、烧杯、玻璃棒、量筒等。
（4）取上述流程中得到的Ce(OH)₄产品0.536 g，加硫酸溶解后，用0.100 0 mol·L^－1 FeSO₄标准溶液滴定至终点时（铈被还原为Ce^3＋），消耗25.00 mL标准溶液。该产品中Ce(OH)₄的质量分数为___________（结果保留两位有效数字）。

炼锌厂产生的工业废渣——锌渣（除了含Zn外，还含有Fe、Al、Cd和SiO₂等杂质），利用锌渣制取并回收ZnSO_4·7H₂O和金属镉（Cd）是一个有益的尝试，其流程如下：

已知：Fe³⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Fe²⁺以氢氧化物完全沉淀时的pH分别为：3.2，4.7，6.5，9.4，9.7。试回答下列问题：
（1）浸出时用到的试剂X为            ， 写出溶解过程中加快浸出速率和提高浸出率的两点措施：_______________________________，______________________________。
（2）写出加入Ca(ClO)₂反应的离子方程式                                    。
（3）调节pH过程可以选用          （填“ZnO”或“NaOH”）；本流程的pH调节一般调至5，其目的是                                                         。
（4）写出过滤后加入过量的锌粉反应的离子方程式                          。
（5）在蒸发浓缩操作时，要采取实验措施是：                              。

锂被誉为“金属味精”，以LiCoO₂为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β-锂辉矿(主要成分为LiAlSi₂O₆，还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下：

已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：

氢氧化物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Mg(OH)2
开始沉淀pH	2．7	3.7	9.6
完全沉淀pH	3.7	4.7	11

 
②Li₂CO₃在不同温度下的溶解度如下表：

温度/℃	0	10	20	50	75	100
Li2CO3的溶解度/g	1.539	1.406	1.329	1.181	0.866	0.728

 
请回答下列问题：
（1）用氧化物形式表示LiAlSi₂O₆的组成：________________________。
（2）反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是_________________________________。
（3）写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式：______________________________________。
（4）反应Ⅳ生成Li₂CO₃沉淀，写出在实验室中得到Li₂CO₃沉淀的操作名称___________，洗涤所得Li₂CO₃沉淀要使用______________ (选填“热水”或“冷水”)，你选择的理由是________________。
（5）电解熔融氯化锂生产锂时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是：__________________________。

硫酸亚锡(SnSO₄)是一种重要的能溶于水的硫酸盐，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．SnC1₂易水解生成碱式氯化亚锡[Sn(OH)Cl]
回答下列问题：
（1）操作l的步骤为 ____、____、过滤、洗涤、干燥。对沉淀进行洗涤的方法是_____________。
（2） SnCl₂粉末需加浓盐酸进行溶解，请结合必要的化学方程式用平衡移动原理解释原因：________。
（3）加入Sn粉的作用有两个：①调节溶液pH;②__________。
（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）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）：取ag锡粉溶于盐酸中，向生成的SnC1₂中加入过量的FeC1₃溶液，用b mol/LK₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺（已知酸性环境下，Cr₂O₇^2-可被还原为Cr³⁺），共用去K₂Cr₂O₇溶液m ml。则锡粉中锡的质量分数是________。（Sn的摩尔质量为M g/mol，用含a、b、m、M的代数式表示）

在自来水消毒和工业上砂糖、油脂的漂白与杀菌过程中，亚氯酸钠(NaClO₂)发挥着重要的作用。下图是生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：①NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂·3H₂O；
②常温下，Ksp(FeS)=6．3×10^-18；Ksp(CuS)=6．3×10^-28；Ksp(PbS)=2．4 ×10^-28
（1）反应I中发生反应的离子方程式为      。
（2）从滤液中得到NaClO₂·3H₂O晶体的所需操作依次是      (填写序号)。
a．蒸馏     b．蒸发浓缩    c．过滤     d．冷却结晶    e．灼烧
（3）印染工业常用亚氯酸钠(NaClO₂)漂白织物，漂白织物时真正起作用的是HClO₂。下表是25℃时HClO₂及几种常见弱酸的电离平衡常数：

弱酸	HClO2	HF	H2CO3	H2S
Ka／mol·L^-1	1×10^-2	6.3×10^-4	K1=4.30×10^-7 K2=5.60×10^-11	K1=9.1×10^-8 K2=l.1×10^-12

 
①常温下，物质的量浓度相等的NaClO₂、NaF、NaHCO₃、Na₂S四种溶液的pH由大到小的顺序为        (用化学式表示)；体积相等，物质的量浓度相同的NaF、NaClO₂两溶液中所含阴阳离子总数的大小关系为：               (填“前者大”“相等”或“后者大”)。
②Na₂S是常用的沉淀剂。某工业污水中含有等浓度的Cu²⁺、Fe²⁺、Pb²⁺离子，滴加Na₂S溶液后首先析出的沉淀是        ；常温下，当最后一种离子沉淀完全时(该离子浓度为10^-5mol·L^-1)此时体系中的S^2-的浓度为          。
（4）Ⅲ装置中生成气体a的电极反应式          ，若生成气体a的体积为1．12L(标准状况)，则转移电子的物质的量为   。