发布时间 : 星期三 文章实验大题-工业流程大题更新完毕开始阅读83c6c77b03768e9951e79b89680203d8ce2f6a82
第9-12讲课后作业
演练1 金属钨用途广泛，主要用于制造硬质或耐高温的合金，以及灯泡的灯丝。高温下，在密闭容器中
用H2还原WO3可得到金属钨，其总反应为：WO3 (s) + 3H2 (g) 请回答下列问题：
⑴ 上述反应的化学平衡常数表达式为___________________________。
⑵ 某温度下反应达平衡时，H2与水蒸气的体积比为2:3，则H2的平衡转化率为________________；随温度的升高，H2与水蒸气的体积比减小，则该反应为_______反应（填“吸热”或“放热”）。 ⑶ 上述总反应过程大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表所示：
温度 25℃ ~ 550℃ ~ 600℃ ~ 700℃ W (s) + 3H2O (g)
主要成份 WO3 W2O5 WO2 W 第一阶段反应的化学方程式为___________________________；580℃时，固体物质的主要成分 为________________________；假设WO3完全转化为W，则三个阶段消耗H2物质的量之比为______________________________。
⑷ 已知：温度过高时，WO2 (s)转变为WO2 (g)；
－???WO2 (s) + 2H2 (g) ??? W (s) + 2H2O (g)；ΔH ＝ +66.0 kJ·mol1 －???WO2 (g) + 2H2 (g) ??? W (s) + 2H2O (g)；ΔH ＝ －137.9 kJ·mol1
???则WO2 (s) ??? WO2 (g) 的ΔH ＝ ______________________。
⑸ 钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发，使灯丝变细，加入I2可延长灯管的使用寿命，其工
作原理为：W (s) +2I2 (g) a．灯管内的I2可循环使用
b．WI4在灯丝上分解，产生的W又沉积在灯丝上 c．WI4在灯管壁上分解，使灯管的寿命延长
d．温度升高时，WI4的分解速率加快，W和I2的化合速率减慢
演练2 工业上以粗食盐（含有少量Ca2+、Mg2+杂质）、氨、石灰石等为原料，可以制备Na2CO3。
其过程如下图所示。
WI4 (g)。下列说法正确的有________________。
请回答：
（1）在处理粗盐水的过程中，可加入石灰乳和纯碱作为沉淀剂，则所得滤渣的成分 除过量的沉淀剂外还有 。
（2）将CaO投入含有大量的NH4Cl的母液中，能生成可循环使用的NH3，该反应的 化学方程式是 。
（3）向饱和食盐水中首先通入的气体是 ，过程Ⅲ中生成NaHCO3晶体的反 应的化学方程式是 。
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（4）碳酸钠晶体失水的能量变化示意图如下：
Na2CO3·H2O (s) 脱水反应的热化学方程式是 。
（5）产品纯碱中常含有NaCl。取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、 灼烧，得b g固体。则该产品中Na2CO3的质量分数是 。 （6）熔融Na2CO3可作甲烷——空气燃料电池的电解质，该电池负极的反应式 是 。
演练3 氯化铁是常见的水处理剂，工业上制备无水FeCl3的一种工艺如下：
（1） 试写出吸收塔中反应的离子方程式：__________________________。
（2） 饱和FeCl3溶液可制得 Fe(OH)3胶体，胶体区别于其它分散系的本质特征是___。 （3）已知FeCl3·6H2O 在水中的溶解度如下：
温度/℃ 溶解度 (g/100gH2O) 0 74.4 10 81.9 20 91.8 30 106.8 50 315.1 80 525.8 100 535.7 从FeCl3溶液中获得FeCl3·6H2O的方法是： 。 （4）如何验证FeCl3 溶液中是否含有Fe2+ , 请选出正确答案______________________
A． KSCN 氯水 B. 铁粉 KSCN C. 酸性高锰酸钾 D. 黄色的 K3 [Fe(CN)6]溶液 （5）FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定：称取m克无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，再转移到100mL容量瓶，用蒸馏水定容；取出10mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入淀粉作为指示剂,并用c mol/L Na2S2O3溶液滴定，用去V mL。 （已知：I2+2S2O32=2I +S4O62）
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则滴定终点的现象是：______________________。
m克样品中氯化铁的质量分数为：______________________。
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演练4 无水AlCl3易升华，可用作有机合成的催化剂等。工业上由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和
石油焦(主要成分是C)为原料制备无水AlCl3的工艺（碳氯化法）流程如下。 铝土矿 焙烧炉(800℃) 石油焦 Cl2、 2 O氯化炉(950℃) 石油焦
CO、Cl2 冷却器 Al 升华器 NaCl固体 无水AlCl3
（1）氯化炉中Al2O3、C12和C反应的化学方程式为_______。
（2）用Na2SO3溶液可除去冷却器排出尾气中的Cl2，此反应的离子方程式为_______。 （3）升华器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入一定量Al，其目的是_______。
（4）为测定制得的无水AlCl3产品（含少量FeCl3杂质）的纯度，称取16.25 g无水AlCl3样品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，残留固体质量为0.32 g。
①此过程涉及反应的离子方程式为_______、_______。 ②AlCl3产品的纯度为_______。
（5）工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl3工艺中，最后一步是由AlCl3·6H2O在氯化氢的气流中加热脱去结晶水而制得无水AlCl3，其原因是_______。
演练5 金属钛被称为“21世纪金属”。
（1）工业上用钛矿石(含FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质）经过以下流程制得TiO2：
其中，步骤Ⅱ发生的反应为：2H2SO4 + FeTiO3 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O ①步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式： ________________、________________。
②将步骤Ⅱ所得FeSO4晶体溶于水，在酸性条件下加入H2O2溶液，可制得具有净水作用的铁盐，该反应的离子方程式为________________。
③在步骤Ⅲ中需要控制条件以形成TiO2·nH2O胶体，该分散质颗粒直径大小在____________范围。 （2）可利用TiO2通过下述两种方法制备金属钛：
方法一：将TiO2作阴极，石墨作阳极，熔融CaO为电解液，用碳块作电解槽池，电解TiO2制得钛，其阴极发生的反应：_____________。 方法二：通过以下反应制备金属钛
① TiO2(s) + 2Cl2(g) ② TiCl4 + 2Mg
TiCl4(g) + O2(g)；△H= +151kJ/mol 2MgCl2 + Ti
在实际生产中，需在反应①过程中加入碳才能顺利制得TiCl4，其原因是： 。 （3）若已知：C(s) + O2(g) = CO2(g) △H= －394kJ/mol ，则由固体TiO2、固体C与Cl2气反应制取气态TiCl4的热化学方程式为____________。
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演练6 用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。
反应A：
CuO/CuCl2????4HCl?O2??????????2Cl2?2H2O400℃
（1）已知：ⅰ.反应A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的热量。 ⅱ.
① H2O的电子式是___________。 ② 反应的热化学方程式是__________。
③ 断开1 mol H—O键与断开1 mol H-Cl键所需能量相差约为________kJ，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键（填“强”或“弱”）____________。
（2）对于反应A，下图是4种投料比[n(HCl):n(O2)，分别为1:1、2:1、4:1、6:1]下，反应温度
对HCl平衡转化率影响的曲线。
① 曲线b对应的投料比是___________。
② 当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时，对应的反应温度与投料比的关系是____________。
③投料比为2:1、温度为400℃时，平衡混合气中Cl2的物质的量分数是___________。
演练7 信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃
的线路板简单处理后，得到含70% Cu、25% Al、4% Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：
请回答下列问题：
⑴ 第①步Cu与酸反应的离子方程式为___________________________________________； 得到滤渣1的主要成分为___________________。
⑵ 第②步加H2O2的作用是____________________，使用H2O2的优点是 ； 调溶液pH的目的是使________________________________________生成沉淀。
⑶ 用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是________________________________。
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