高中化学晶格能的应用试题

（本题共16分）锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿（主要成分为MnCO₃，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如下：

已知25℃，部分物质的溶度积常数如下：

物质	Mn(OH)2	Co(OH)2	Ni(OH)2	MnS	CoS	NiS
Ksp	2.1×10^－13	3.0×10^－16	5.0×10^－16	1.0×10^－11	5.0×10^－22	1.0×10^－22

  （1）步骤Ⅰ中，MnCO₃与硫酸反应的化学方程式是                。
（2）步骤Ⅱ中，MnO₂在酸性条件下可将Fe²⁺离子氧化为Fe³⁺，反应的离子方程式是                ，加氨水调节溶液的pH为5.0～6.0，以除去Fe³⁺。
（3）步骤Ⅲ中，滤渣2的主要成分是                       。
（4）步骤Ⅳ中，在   （填“阴”或“阳”）极析出Mn，电极反应方程式为                 。
（5）电解后的废水中还含有Mn²⁺，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)₂沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na₂S，进行二级沉降。为了将Mn²⁺降到1.0×10^－9mol/L，则c(Na₂S)至少是      mol/L。

镍是有机合成的重要催化剂。某化工厂有含镍催化剂废品（主要成分是镍，杂质是铁、铝单质及其化合物，少量难溶性杂质）。某学习小组设计如下流程利用含镍催化剂废品制备硫酸镍晶体：

几种难溶碱开始沉淀和完全沉淀的pH：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Ni(OH)2
开始沉淀	3.8	2.7	7.6	7.1
完全沉淀	5.2	3.2[来	9.7	9.2

 
回答下列问题：
（1）溶液①中含有金属的离子是              。
（2）用离子方程式表示加入双氧水的目的                                       。
（3）操作b调节溶液范围为3.2~7.1，其目的是           ，固体②的化学式为         。
（4）操作a和c需要共同的玻璃仪器是                  。上述流程中，防止浓缩结晶过
程中Ni²⁺水解的措施是                              。
（5）如果加入双氧水量不足或“保温时间较短”，对实验结果的影响是                   。
设计实验证明产品中是否含“杂质”：                         。（不考虑硫酸镍影响）
（6）取2.000 g硫酸镍晶体样品溶于蒸馏水，用0.2000 mol•L^-1的EDTA（Na₂H₂Y）标准溶液滴定至终点，消耗EDTA标准溶液为34.50 mL。反应为Ni²⁺+H₂Y^2-＝NiY^2-+2H⁺。计算样品纯度为         。（已知，NiSO₄•7H₂O相对分子质量为281，不考虑杂质反应）。

【化学选修-化学与技术】(15分)
电石浆是氯碱工业中的一种废弃物，其大致组成如下表所示：

用电石浆可生产无水CaCl₂，某化工厂设计了以下工艺流程：

已知氯化钙晶体的化学式是：CaCl₂·6H₂O；H₂S是一种酸性气体，且具有还原性。
⑴反应器中加入的酸应选用___________________。
⑵脱色槽中应加入的物质X是_______________；设备A的作用是______________；设备B的名称为________________；设备C的作用是____________________。
⑶为了满足环保要求，需将废气H₂S通入吸收池，下列物质中最适合作为吸收剂的是____________         _。反应的化学方程式为_________________。

A．水

B．浓硫酸

C．石灰乳

D．硝酸

⑷将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是______________________。
⑸氯碱工业离子方程式_____________________。

某化学兴趣小组设计如下流程，从酸性工业废液（含H⁺、A1³⁺、Mg²⁺、Cr³⁺、SO₄^2-）中提取铬。

有关数据如下表：

回答下列问题：
（1）步骤①所得滤液可用于制取MgSO₄·7H₂O，酸性工业废液中加入适量氧化铝的作用是_  ___。
（2）若酸性废液中c(Mg²⁺)=0.lmol·L^-l，为达到步骤①的实验目的，则废液的pH应保持在             范围（保留小数点后l位）。
（3）步骤②中生成NaCrO₂的离子方程式为___                      _    。
（4）步骤④中反应的离子方程式为_____                       。
（5）步骤⑤在空气中充分灼烧的目的是              ，可选用的装置是__________（填序号）。

（6）用如图所示装置制取铬酸钠(Na₂CrO₄)，回答相关问题。

①a是电源的_____________极，阳极的电极反应式为______________。
②若电解一段时间后阴极收集到标准状况下的气体3.36 L，则理论上可制得___________g铬酸钠(忽略反应2CrO₄^2-(aq)+ 2H⁺(aq）Cr₂O₇^2-(aq)+ H₂O（1）的影响）

利用和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。
（1）利用如图装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为和溶液。极区电解液为溶液（填化学式），阳极电极反应式为，电解过程中向电极迁移（填"A"或"B"）。

（2）利用钴渣[含、等]制备钴氧化物的工艺流程如下：

溶解还原反应的离子方程式为，铁渣中铁元素的化合价为，在空气中煅烧生成钴氧化物和，测得充分煅烧后固体质量为，的体积为（标准状况），则钴氧化物的化学式为。

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）

选做【化学——化学与技术】工业上提炼TiO₂的工艺流程如下：

（1）写出硫酸溶解钛铁精矿（FeTiO₃）生成TiO²⁺的离子方程式                    。
（2）副产物A的主要成分为               。
（3）滤液水解时往往需加大量水稀释同时加热，其目的是                      。
（4）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是                                。
（5）工业上将TiO₂和碳粉混合加热氯化生成的TiCl₄，然后在高温下用金属镁还原TiCl₄得到金属钛，写出TiO₂制备Ti的化学方程式：               、                 。

氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂。下图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的工艺流程。

请回答下列问题：
（1）氯化铁有多种用途：
①氯化铁做净水剂。请用离子方程式表示其原理____________       __________；
②工业上常用FeCl₃溶液腐蚀铜印刷线路板。这是利用了FeCl₃较强的__________性。
（2）吸收剂X的化学式为              　　   。为检验吸收剂是否已完全转化为FeCl₃溶液，有人设计用酸性高锰酸钾溶液，但很快被否定，理由是（用离子方程式表示）                       。正确的检验方法是：取少量待测液，加入               （写化学式）溶液，若无深蓝色沉淀产生，则证明转化完全。
（3）碱性条件下反应①的离子方程式为____________________________________。
（4）过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品。该反应的化学方程式为2KOH＋Na₂FeO₄ K₂FeO₄＋2NaOH，请根据相关反应原理分析反应能发生的原因                      。
（5）将粗K₂FeO₄产品经重结晶、过滤、          、         ，即得较纯净的K₂FeO₄。

［化学——选修2：化学与技术］(15分)最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰(MnFe₂O₄)可以用于热化学循环分解水制氢，因而受到许多发达国家的青睐。MnFe₂O₄的制备流程如下：

（1）原料Fe(NO₃)_n中n＝____，投入原料Fe(NO₃)_n和Mn(NO₃)₂的质量之比应为______。
（2）步骤二中“连续搅拌”的目的是___________________________________________；
步骤三中洗涤干净的标准_____________________________________________。
（3）利用MnFe₂O₄热化学循环制氢的反应可表示为
请认真分析上述两个反应并回答下列问题：
①若MnFe₂O_4－x中x＝0.6，则MnFe₂O_4－x中Fe^2＋占全部铁元素的百分率为_______。
②该热化学循环新氢法的优点有____________________________(答两点即可)。
③该热化学循环法制氢尚有不足之处，进一步改进的研究方向是_____________。

工业上用闪锌矿（主要成分为ZnS，还含有Fe₂O₃等杂质）为原料生产ZnSO₄·7H₂O的工艺流程如下：

（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）浸取过程中Fe₂(SO₄)₃的作用是               ，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）置换法除重金属离子所用物质C为         。
（5）硫酸锌的溶解度与温度之间的关系如下表：

温度/℃	0	20	40	60	80	100
溶解度/g	41.8	54.1	70.4	74.8	67.2	60.5

 
从除重金属后的硫酸锌溶液中获得硫酸锌晶体的实验操作为           、            、过滤、干燥。

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）；

铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用图，如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：

已知：
①铝土矿的主要成分是Al₂O₃，此外还含有少量SiO₂、Fe₂O₃等杂质；
②溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为：2Na₂SiO₃+2NaAlO₂+2H₂O═Na₂Al₂Si₂O₈↓+4NaOH
回答下列问题：
（1）溶解铝土矿时，其成分与NaOH溶液发生反应的离子方程式：              ．
（2）滤渣A的主要成分为             ；硅酸盐沉淀写成氧化物的形式是                ．
（3）在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂而不使用盐酸的原因是               ．
（4）若该工厂用mkg铝土矿共制得nkgAl（假设每步反应进行完全），则铝土矿中Al₂O₃的质量分数为      ．
（5）若将铝用酸溶解，下列试剂中最好选用            （填编号）．

A．浓硫酸

B．稀硫酸

C．稀HNO3

D．浓HNO3

（6）电解冶炼铝时用Na₃AlF₆作助熔剂，Na₃AlF₆是配合物，其中内界是         ，配位数为        ．

苯酚和丙酮都是重要的化工原料，工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，其反应和工艺流程示意图如下：


相关化合物的物理常数

物质	相对分子质量	密度（g/cm^-3）	沸点/℃
异丙苯	120	0.8640	153
丙酮	58	0.7898	56.5
苯酚	94	1.0722	182

回答下列问题：
（1）在反应器A中通入的X是        。
（2）反应①和②分别在装置          和           中进行（填装置符号）。
（3）在分解釜C中加入的Y为少置浓硫酸，其作用是______，优点是用量少，缺点是_____。
（4）反应②为(填“放热”或“吸热”）反应。反应温度控制在50-60℃，温度过高的安全隐患 是            。
（5）中和釜D中加入的Z最适宜的是           （填编号。已知苯酚是一种弱酸）
A． NaOH       B． CaCO    C． NaHCO       D． CaO
（6）蒸馏塔F中的馏出物T和P分别为      和        ，判断的依据是          。
（7）用该方法合成苯酚和丙酮的优点是            。

纳米材料二氧化钛(TiO₂)具有很高的化学活性，可做性能优良的催化剂。
（1）工业上二氧化钛的制备是：
I．将干燥后的金红石(主要成分TiO₂,主要杂质SiO₂)与碳粉混合装入氯化炉中，在高温下通入Cl₂,制得混有SiCl₄杂质的TiCl₄。
II．将混有SiCl₄杂质的TiCl₄分离，得到纯净的TiCl₄。
III．在TiCl₄中加水、加热，水解得到沉淀TiO₂•xH₂O。
IV．TiO₂·xH₂O高温分解得到TiO₂。
①TiCl₄与SiCl₄在常温下的状态是_______。II中所采取的操作名称_______。

②如实验IV中，应将TiO₂.xH₂O放在_______(填仪器编号)中加热。
（2）据报道：“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO₂,TiO₂受太阳光照射后，产生的电子被空气或水中的氧获得，生成H₂O₂,其过程大致如下：
a．O₂→2O        b．O+H₂O→2OH(羟基)        c．OH+OH→H₂O₂
①b中破坏的是       （填“极性共价键”或“非极性共价键”）。
②H₂O₂能清除路面空气中的等，其主要是利用了H₂O₂的      （填“氧化性”或“还原性”）。
（3）过氧化氢是重要的化学试剂，它的水溶液又称为双氧水，常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液，准确测定了过氧化氢的含量。
请填写下列空白：
①取10.00 mL密度为ρg/mL的过氧化氢溶液稀释至250 mL。取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释，作被测试样。
用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数配平及化学式填写在方框里。
MnO+    H₂O₂+   H⁺=    Mn²⁺+    H₂O+
②滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入酸式滴定管中。滴定到达终点的现象是_________________。
③若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果________（填“偏高”或“偏低”或“不变”）。
④重复滴定三次，平均耗用C mol/L KMnO₄标准溶液 V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为______________。（用分数表示）

（2014届福建省漳州市八校高三第三次联考理综化学试卷）
某地煤矸石经预处理后含SiO₂（63%）、Al₂O₃（25%）、Fe₂O₃（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：

（1）“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为__________   、____________。
（2）“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有_____  ________、_____  ______。（写出两个）
（3）物质X的化学式为___________。“碱溶”时反应的主要离子方程式为：Fe³⁺+3OH^- = Fe(OH)₃↓；                                      。
（4）已知Fe³⁺开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2，Al³⁺开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4为了获得产品Al(OH）₃，从煤矸石的盐酸浸取液开始，若只用CaCO₃一种试剂，后续操作过程是                       。
（5）以煤矸石为原料还可以开发其他产品，例如在煤矸石的盐酸浸取液除铁后，常温下向AlCl₃溶液中不断通入HCl气体，可析出大量AlCl₃·6H₂O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因：                                         。