高中化学晶格能的应用试题

在元素周期表中，铝在硼的正下方，它们有很多相似的化学性质，可以形成许多组成和性质类似的化合物。单质硼可以通过硼镁矿Mg₂B₂O₅·H₂O来制取。

（1）写出步骤①的化学方程式                         ，
（2）写出步骤②的离子方程式                         ，
（3）写出表示溶液a物料守恒的关系                    ；
（4）步骤③中加入稀H₂SO₄的作用是                   ；
（5）将制得的粗硼在一定条件下反应全部生成BI₃，BI₃热分解可以得到纯净的单质硼。0．25 g粗硼制成的BI₃分解得到的I₂全部被收集后，用2.00 mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定，达到滴定终点时消耗27.00 mL Na₂S₂O₃溶液。（已知：I₂+2S₂O₃^2－2I^－+S₄O₆^2－）
①滴定过程中所用的指示剂为         ，滴定终点的现象是                ；
②粗硼中硼的含量为____          ；
（6）利用硼砂晶体（Na₂B₄O₇•10H₂O）可制备过硼酸钠，它是一种优良的漂白剂，被广泛应用于洗衣粉、漂白粉、洗涤剂中。已知纯净的过硼酸钠晶体中各元素的物质的量之比为以n（Na）：n（B）：n（H）：n（O）=1：1：n：7。取过硼酸钠晶体在70℃以上加热将逐步失去结晶水，测得固体质量随温度的变化如图所示，则乃时所得晶体的化学式为             ，请写出简要的解题过程。

多晶硅被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl₄为主，它对环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl₄水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成份为BaCO₃，且含有铁、镁等离子）制备BaCl₂·2H₂O，工艺流程如下：

已知：常温下Fe³⁺、Mg²⁺完全沉淀的pH分别是：3.4、12.4。
（1）SiCl₄水解反应的化学方程式为_________________________________________________。过滤操作需要的玻璃仪器有_________________________________。
（2）加钡矿粉调节pH=7的作用是________________________、_______________________。
（3）加20% NaOH调节pH=12.5，得到滤渣A的主要成分是_______________________。
（4）BaCl₂滤液经__________、_________、过滤、洗涤，再经真空干燥后得到BaCl₂·2H₂O。
（5）10吨含78.8 % BaCO₃的钡矿粉理论上最多能生成BaCl₂·2H₂O_________吨。实际产量为9.70吨，相对误差为__________________%。

已知：BaSO₄(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s)工业上以重晶石矿（主要成分BaSO₄，杂质为Fe₂O₃、SiO₂）为原料，通过下列流程生产氯化钡晶体（BaCl₂·nH₂O）。

回答下列问题：
（1）不溶物A的化学式是_________；若在实验室进行焙烧时，所产生的气体的处理方法是       
a.用NaOH溶液吸收       b.用浓硫酸吸收      c.点燃
（2）用单位体积溶液中所含的溶质质量数来表示的浓度叫质量-体积浓度，可以用g/L表示,现用38%的浓盐酸配制含溶质109.5g/L的稀盐酸500mL,所需要的玻璃仪器除了玻璃棒还有                           。
（3）沉淀反应中所加的试剂R可以是下列试剂中的                
a.NaOH溶液    b.BaO固体      c.氨水       d.生石灰
证明沉淀已经完全的方法是________________________________________________________。
（4）设计一个实验确定产品氯化钡晶体（BaCl₂·nH₂O）中的n值，完善下列实验步骤：
①称量样品②_______ ③置于_________（填仪器名称）中冷却 ④称量 ⑤恒重操作。
恒重操作是指____________________________________________                   _；
第③步物品之所以放在该仪器中进行实验的原因是                                  。
（5）将重晶石矿与碳以及氯化钙共同焙烧，可以直接得到氯化钡，该反应的化学方程为
BaSO₄+ 4C+CaCl₂4CO + CaS+ BaCl₂。请你完善下列从焙烧后的固体中分离得到氯化钡晶体的实验流程的设计（已知硫化钙不溶于水，易溶于盐酸）。

（方框内填写操作名称）

工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：

完成下列填空：
（1）粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂)，写出A、B的化学式。
A                      、B                       。
（2）碳酸化后发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）向母液      （选填图中字母）中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有　　　　
A．增大NH4＋的浓度，使NH4Cl更多地析出
B．使NaHCO3更多地析出
C．使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度
（4）不用其它试剂，检查副产品NH4Cl是否纯净的方法及操作是　                                                     .
（5）Xg纯碱产品(含有碳酸氢钠)充分加热分解后，质量减少了Yg，则纯碱样品中碳酸氢钠的质量分数可表示为                         。
（6）有人以硫酸钠和焦炭、石灰石在高温下进行煅烧，再浸取，结晶而制得纯碱。反应的化学方程式为_________ __                            （已知产物之一为CaS）；

（1）纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”（侯氏制碱法）两种工艺。
①“氨碱法”产生大量CaCl₂废弃物，写出该工艺中产生CaCl₂的化学方程式：_________________________________________________；
②写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式_________________  _；                               。
③CO₂是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO₂的来源有何不同？________________________________________；
（2）钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。
①炼钢时，加入硅、锰和铝的目的是_______________________________。
②不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹__   __（填“前”或“后”）加入。
③炼铁和炼钢生产中，尾气均含有的主要污染物是________。从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作_________。

金属钛（Ti）因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料，被誉为“未来金属”。以钛铁矿（主要成分FeTiO₃，钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下，回答下列问题：

（1）钛铁矿和浓硫酸反应的产物之一是TiOSO₄，反应中无气体生成。副产品甲俗称“绿矾”其化学式是________________。
（2）上述生产流程中加入Fe屑的目的是                  （用离子方程式表示），检验副产品甲是否变质的实验方法是                                           。
（3）上述生产流程中所得到的金属钛中混有少量杂质，可加入     溶解后除去。
（4）溶液Ⅰ中含有Fe²⁺、TiO²⁺和少量Mg²⁺等阳离子。常温下，其对应氢氧化物的Ksp如下表所示。

氢氧化物	Fe（OH)2	TiO(OH)2	Mg(OH)2
Ksp	8.0×10^-16	1.0×10^-29	1.8×10^-11

①常温下，若所得溶液中Mg²⁺的物质的量浓度为0.0018mol/L，当pH等于_________时，Mg(OH)₂开始沉淀。
②若将含有Fe²⁺、TiO²⁺和Mg²⁺的溶液加水稀释，立即析出大量白色沉淀，写出该反应的离子方程式：__________________________________________________________________
（5）Mg还原TiCl₄过程中必须在1070K的温度下进行，你认为还应控制的反应条件是__________________________
（6）在800--1000℃时电解TiO₂也可制得海绵钛，装置如图所示。图中b是电源的______极，阴极的电极反应式________________。

某种碳酸锰矿的主要成分有MnCO₃、MnO₂、FeCO₃、MgO、SiO₂、Al₂O₃等。已知碳酸锰难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰，流程如下：

阴离子膜法电解装置如图所示：

（1）写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式                               。
（2）在浸出液里锰元素只以Mn²⁺的形式存在，且滤渣中也无MnO₂，请解释原因                                         .
（3）已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：

加氨水调节溶液的pH等于6，则滤渣的成分是                             ，滤液中含有的阳离子有H+和                       。
（4）电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向，则A电极是    极。实际生产中，阳极以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为                     。
（5）该工艺之所以采用阴离子交换膜，是为了防止Mn²⁺进入阳极区发生副反应生成MnO₂造成资浪费，写出该副反应的电极反应式                                  。

亚氯酸钠（NaClO₂）主要用于棉纺、造纸业的漂白剂，也用于食品消毒、水处理等，亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下：

（1）提高“反应l”反应速率的措施有________________________（写出一条即可）。
（2）“反应2”的氧化剂是_____________，该反应的化学方程式为__________________。
（3）采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”，原因是__________________。
（4）从“母液”中可回收的主要物质是__________________________。
（5）“冷却结晶”后经______________（填操作名称）即可获得粗产品。

钒及化合物用途广泛。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焙烧时可发生反应：V₂O₅ + Al₂O₃+2Na₂CO₃2NaVO₃ +2NaAlO₂ +2CO₂
②常温下物质的溶解度：NaVO₃～21．2 g /100g水；HVO₃～0．008 g /100g水
（1）“浸出渣B”的主要成分是            。（写化学式）
（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。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）
                               
A                  B                 C                     D
（4）NaVO₃用于原油的脱硫技术，由V₂O₅溶于NaOH溶液中制取，反应的离子方程式为                                                                   。

某兴趣小组用废铁泥（主要成分为Fe₂O₃、FeO和少量Fe）制备磁性Fe₃O₄纳米材料的流程示意图如下：

Fe

已知：R＝ ，步骤⑤中，相同条件下测得Fe₃O₄的产率与R的关系如图所示。

（1）步骤②中，主要反应的离子方程式是______。
（2）已知：Fe³⁺在pH＝2.8时沉淀完全； Fe²⁺在pH＝6.3时开始沉淀，在pH＝8.3时沉淀完全。
步骤③中，用NaOH溶液调pH至9，原因是______。
（3）浊液D中铁元素以FeOOH形式存在。步骤④中，反应的化学方程式是______。
（4）下列说法正确的是______（选填字母）。
a．步骤④中，当反应完成后需再加热一段时间
b．步骤⑤中，反应过程中需要不断补充碱液
c．步骤⑤恰好反应时，n(FeOOH)/n(Fe²⁺)="2:1"
d．当n(浊液D中FeOOH)/n(滤液B中的铁元素)=4/7时，Fe₃O₄的产率最高

碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域,以β—锂辉石(主要成分为Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂)为原料制备Li₂CO₃的工艺流程如下:

已知:Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺和Mg²⁺以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4;Li₂SO₄、LiOH和Li₂CO₃在303 K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g。
（1）步骤Ⅰ前,β—锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）步骤Ⅰ中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li⁺、SO₄^2-；另含有Al³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺等杂质,需在搅拌下加入　　　(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.0~6.5,沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液。
（3）步骤Ⅱ中,将适量的H₂O₂溶液、石灰乳和Na₂CO₃溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）步骤Ⅲ中,生成沉淀的离子方程式为　                                      。
（5）从母液中可回收的主要物质是　　　                                  。

高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：

已知：①  2KOH + Cl₂ =" KCl" + KClO + H₂O（条件：温度较低）
②  6KOH + 3Cl₂ =" 5KCl" + KClO₃ + 3H₂O（条件：温度较高）
③  2Fe(NO₃)₃ + 2KClO + 10KOH = 2K₂FeO₄ + 6KNO₃ + 3KCl + 5H₂O
回答下列问题：
（1）该生产工艺应在             （填“温度较高”或“温度较低”）的情况下进行；
（2）写出工业上制取Cl₂的化学方程式                                   ；
（3）K₂FeO₄可作为新型多功能水处理剂的原因                            ；
（4）与MnO₂ －Zn电池类似，K₂FeO₄ －Zn也可以组成碱性电池，K₂FeO₄在电池中作为正极材料，其电极反应式为________，该电池总反应的离子方程式为_____。
（5）在“反应液I ”中加KOH固体的目的是①            ，②               ；
（6）从“反应液II ”中分离出K₂FeO₄后，副产品是              （写化学式）。

安徽凹山铁矿坐落在马鞍山境内，矿床属于陆相火山一侵入岩型铁矿床，俗称“玢岩型”铁矿，是马钢重要的矿区之一。铁矿中被称为红帘石的铁矿含锰量高，锰是冶炼锰钢的重要原料。红帘石主要成分有磁铁矿Fe₃O₄、菱铁矿FeCO₃、锰矿（MnO₂和MnCO₃）石棉Mg₃Si₃O₇(OH)₄等。工业上将红帘石处理后运用阴离子膜电解法的新技术提取金属锰并制的绿色高效水处理剂（K₂FeO₄）。工业流程如下：

（1）工业上为提高稀硫酸浸取效率一般采取的措施是（任意写两种方法）
①                                 ②                                    
（2）石棉化学式为Mg₃Si₃O₇(OH)₄也可以表示成氧化物形式，氧化物表达式为        。
（3）已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：

离子	Fe^3+	Al^3+	Fe^2+	Mn^2+	Mg^2+
开始沉淀的pH	2.7	3.7	7.0	7.8	9.3
完全沉淀的pH	3.7	4.7	9.6	9.8	10.8

 
过程②中加氨水调节溶液的pH等于6，则滤渣B的成分                  。
（4）浸出液中以Mn²⁺形式存在，且滤渣A中无MnO₂原因                         。
（5）电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向；则A电极是直流电源的       极。实际生产中，阳极以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为                                         。

（6）滤渣经反应④生成绿色高效水处理剂的离子方程式                                          。
K₂FeO₄被誉为绿色高效水处理剂的原因是                                          。

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）硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是        ， 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可以回收的物质有______________________；
（4）简述洗涤过程的实验操作                                                                ；
（5）已知硫酸渣质量为w 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m kg，则原来硫酸渣中铁元素质量分数为         （用最简分数表达式表示）。
（已知相对原子质量：O 16  S 32  Fe 56 ）

焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）常用作食品漂白剂。其制备工艺流程如下：

已知：反应Ⅱ包含2NaHSO₃Na₂S₂O₅＋H₂O等多步反应。
（1）实验室制取氨气的化学方程式：                                              。
（2）“灼烧”时发生反应的化学方程式：                                            。
（3）已知Na₂S₂O₅与稀硫酸反应放出SO₂，其离子方程式为：                                。
（4）副产品X的化学式是：         ；可循环利用的物质是：_____________。
（5）为了减少产品Na₂S₂O₅中杂质含量，需控制反应Ⅱ中气体与固体的物质的量之比约
为                        。
（6）检验产品中含有碳酸钠杂质所需试剂是               （填编号）
①酸性高锰酸钾 ②品红溶液 ③澄清石灰水  ④饱和碳酸氢钠溶液 ⑤NaOH ⑥稀硫酸