高中化学晶格能的应用试题

以含钴废催化剂（主要成分为Co、Fe、SiO₂）为原料，制取氧化钴的流程如下：

（1）溶解：溶解后过滤，将滤渣洗涤2～3次，洗液与滤液合并，其目的是_________________，所得滤渣的主要成分是_________（写化学式）。
（2）氧化：加热搅拌条件下加入NaClO₃，将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，其离子方程式_________________。
已知：铁氰化钾化学式为K₃[Fe(CN)₆]；亚铁氰化钾化学式为K₄[Fe（CN）₆]•3H₂O．
3Fe²⁺+2[Fe(CN)₆]^3-=Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓（蓝色沉淀）
4Fe³⁺+3[Fe(CN)₆]^4-=Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓（蓝色沉淀）
确定Fe²⁺是否氧化完全的方法是______________。（可供选择的试剂：铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液）
（3）除铁：加入适量的Na₂CO₃调节酸度，生成黄钠铁矾[Na₂Fe₆(SO₄)₄(OH)₁₂]沉淀，写出该反应的化学方程式______________。
（4）沉淀：生成沉淀碱式碳酸钴[(CoCO₃)₂•3Co(OH)₂]，沉淀需洗涤，洗涤的操作是______________。

（5）溶解：CoCl₂的溶解度曲线如图所示向碱式碳酸钴中加入足量稀盐酸，边加热边搅拌至完全溶解后，需趁热过滤，其原因是______________。
（6）灼烧：准确称取所得CoC₂O₄ 1.470g，在空气中充分灼烧得0.830g氧化钴，写出氧化钴的化学式_________。

军用光敏材料K_xFe（C₂O₄）_y·3H₂O（Fe为＋3价）的实验室制备和测定其组成的方法如下所示：
Ⅰ.制备：

（1）用K₂C₂O₄和FeCl₃制备光敏材料的反应属于________（填序号）。
①离子反应　②非氧化还原反应　③氧化还原反应　④化合反应
（2）结晶时应将饱和溶液放在黑暗处等待晶体的析出，这样操作的原因是_________。
（3）操作4的实验操作有____________。
Ⅱ.组成测定：
称取一定质量实验所得的晶体置于锥形瓶中，加足量蒸馏水和稀H₂SO₄，将C₂O₄^2-完全转化为H₂C₂O₄，用0.10 mol·L^－1 KMnO₄溶液进行滴定，消耗KMnO₄溶液24.00 mL时恰好完全反应（酸性条件下MnO₄^-的还原产物是Mn^2＋）；再加入适量的还原剂，将Fe^3＋完全转化为Fe^2＋，用KMnO₄溶液继续滴定，当Fe^2＋完全氧化时，用去KMnO₄溶液4.00 mL。
（4）高锰酸钾氧化H₂C₂O₄和Fe^2＋的离子方程式分别是___________； ________。
（5）配制100 mL 0.10 mol·L^－1 KMnO₄溶液及在上述滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外，还有________和________（写名称）。
（6）通过计算，该化合物的化学式是____________。

酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下

（1）步骤①中Cu₂(OH)₂CO₃发生反应的化学方程式为                。
（2）在步骤③发生的反应中，1mol MnO₂转移2mol 电子，该反应的离子方程式为      。
（3）该小组为测定黄铵铁矾的组成，进行了如下实验：
a．称取4.800 g样品，加盐酸完全溶解后，配成100.00 mL溶液A；
b．量取25.00 mL溶液A，加入足量的KI，用0.2500 mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液进行滴定
（反应方程式为I₂＋2Na₂S₂O₃＝2NaI＋Na₂S₄O₆），消耗30.00 mLNa₂S₂O₃溶液至终点。
c．量取25.00 mL溶液A，加入足量的NaOH溶液充分反应后，过滤、洗涤、灼烧得红色粉末0.600g。
d．另取25.00 mL溶液A，加足量BaCl₂溶液充分反应后，过滤、洗涤、干燥得沉淀1.165 g。
①用Na₂S₂O₃溶液进行滴定时，滴定到终点的颜色变化为                   。
②通过计算确定黄铵铁矾的化学式（写出计算过程）。

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）

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_____________________________________.

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____                                                     。

铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁[Fe₂(0H)_n（S0₄)_3-n/2]_m是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾（其中铁的化合价为+6)是一种重要的杀菌消毒剂，某课题小组设计如下方案制备上述两种产品：

请回答下列问题：
（1）若A为H₂0(g)，可以得到Fe₃0₄，写出其转化的化学方程式：                。
（2）若C为KNO₃和KOH的混合物，写出其与Fe₂O₃加热共融制得高铁酸钾的化学方程式 并配平：

（3）为测定溶液Ⅰ中铁元素的总含量，实验操作：准确量取20.00mL溶液Ⅰ于带塞锥形瓶中，加入足量H₂0₂，调节pH<3，加热除去过量H₂0₂；加入过量KI充分反应后,再用 O.1OOOmol.L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。
已知：2Fe^3＋+2I^－=2Fe^2＋+I₂   I₂+2S₂O₃^2-=2I^－+S₄O₆^2-
①写出滴定选用的指示剂         ,滴定终点观察到的现象              。
②溶液Ⅰ中铁元素的总含量为       g.L^-1。若滴定前溶液中H₂0₂没有除尽，所测定的铁元素的含量将会           (填“偏高”“偏低”“不变”）。
（4）将3.48gFe₃O₄完全溶解在100mL 1 mol·L^-1H₂SO₄溶液中，然后加入K₂Cr₂O₇溶液25mL，恰好使溶液中的Fe²⁺全部反应，Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺。则K₂Cr₂O₇溶液的物质的量浓度为                 

［化学—选修（二）化学与技术］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。

(16分)硫酸铅(PbSO₄)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿(PbS)直接制备硫酸铅粉末的流程如下：

已知：（ⅰ）PbCl₂(s)+2Cl^－(aq)PbCl₄^2－ (aq) △H＞0
（ⅱ）K_sp(PbSO₄)＝1.08×10^－8，K_sp(PbCl₂)＝1.6×10^－5
（ⅲ）Fe^3＋、Pb^2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、7.04
（1）步骤Ⅰ中FeCl₃溶液与PbS反应生成PbCl₂和S的离子方程式为                     ，步骤Ⅰ中另一个反应是H₂O₂与FeCl₂、盐酸反应生成FeCl₃，实现FeCl₃的重复利用，其离子方程式为          ，加入盐酸的另一个目的是为了控制pH在0.5～1.0，原因是                             。
（2）用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因                           。
（3）写出PbCl₂晶体转化为PbSO₄沉淀的离子方程式                                  。
（4）滤液3是               。
（5）铅蓄电池的电解液是稀硫酸(22%~28%)，充电后两个电极上沉积的PbSO₄分别转化为PbO₂和Pb，铅蓄电池充电时阴极的电极反应式为                                。

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               。

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）。

铬铁矿主要成分为FeO·Cr₂O₃，含有SiO₂、Al₂O₃等杂质。工业上用铬铁矿制备红矾钠(Na₂Cr₂O₇)的流程如下图所示：

煅烧时反应为：4 FeO·Cr₂O₃+7 O₂ +20 NaOH8 Na₂CrO₄ + 4 NaFeO₂+10 H₂O
（1）步骤①是在坩埚中进行煅烧，可用作此坩埚材料的是     。

A．铁

B．氧化铝

C．石英

D．陶瓷

（2）步骤①煅烧反应极慢，需要升温至NaOH呈熔融状态，反应速率才加快，其原因为______。
（3）步骤②中NaFeO₂会强烈水解生成氢氧化铁沉淀，其化学方程式为                 。
（4）将五份滤液1分别在130℃蒸发1小时，各自冷却到不同温度下结晶，保温过滤，所得实验数据如下表。根据数据分析，步骤③的最佳结晶温度为___________。

（5）步骤④中滤渣3的成分是_________________________。
（6）假设该流程中铬元素完全转化为红矾钠，则该铬铁矿中铬元素的质量分数为_____（用含m₁、m₂的代数式表示）。

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：                              。