定点4-温度条件的控制高考化学二轮工艺流程题定点剖析

3 3 24 42 2 4 32 33 2 3 44 3二轮复习工艺流程专项专题 4－温度条件的控制一．温度控制的类型及其目的1．升高温度（1）加快反应速率或溶解速率；（2）促进平衡向吸热方向（一般是有利于生成物生成的方向）移动；（3）除去受热不稳定的杂质，如 NaHCO 、Ca(HCO ) 、KMnO 、NH Cl 等物质；（5）使沸点相对低的物质气化或升华2．降低温度（1）防止某物质在温度较高时挥发或分解；（2）使化学平衡向吸热方向移动，从而提高产物的产率；（3）使某个沸点高的产物液化，使其与其他物质分离；（4）降低晶体的溶解度，使其结晶析出3．控制温度较为适中（1）既加快反应速率，又防止某种物质温度过高时会分解或挥发（2）为了使某物质达到沸点挥发出来，而不影响其他物质；（3）使催化剂的活性达到最好，过低活性不够，过高失活发生副反应4．常考情境（1）如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要根据它们的溶解度随温度升高而改变 的情况，寻找合适的结晶分离方法（蒸发结晶或浓缩结晶）2）煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气3）温度不高于××℃的原因：适当加快反应速率, 但温度过高会造成(如浓硝酸)挥发，(如 H O 、NH HCO ) 分解，(如 Na SO )氧化或促进(如 AlCl )水解等，影响产品的生成（4）温度不低于××℃的原因：加快反应速率或者对于吸热反应而言可是平衡正移，增加产率。

二：练习【2020 新课标Ⅰ】钒具有广泛用途黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5 价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅 酸盐，以及 SiO 、Fe O 采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备 NH VO 酸浸氧化”需要加热，其原因是___________4 2 2 2 3 2 33 4 2 44 4 4 2 34 4 4 5 4 35 4 35 4 34 22 22 【答案】加快酸浸和氧化反应速率（促进氧化完全）【详解】“酸浸氧化”需要加热，其原因是：升高温度，加快酸浸和氧化反应速率（促进氧化完全），故答案 为：加快酸浸和氧化反应速率（促进氧化完全）；【2019江苏】实验室以工业废渣（主要含CaSO · 2H O，还含少量SiO 、Al O 、Fe O ）为原料制取轻质CaCO 和(NH ) SO 晶体，其实验流程如下：（1）废渣浸取在如图所示的装置中进行控制反应温度在60~70 ℃，搅拌，反应3小时温度过高将会导致CaSO 的转化率下降，其原因是 ；保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，实验中提高CaSO 转 化率的操作有 答案】由于铵盐具有不稳定性，受热易分解，所以温度过高，（NH ） CO 分解，从而使 CaSO 转化率下降；由于浸取过程中的反应属于固体与溶液的反应（或发生沉淀的转化），保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，提高 CaSO 转化率即提高反应速率，结合外界条件对化学反应速率的影响，实验过程中提高 CaSO 转化率的操作为加快搅拌速率（即增大接触面积，加快反应速率，提高浸取率）。

2018北京卷】磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：已知：磷精矿主要成分为Ca (PO ) (OH)，还含有Ca (PO ) F和有机碳等溶解度：Ca (PO ) (OH)

②N H · H O 沸点约 118 ℃，具有强还原性，能与 NaClO（1）步骤Ⅰ制备 NaClO 溶液时，若温度超过 40 ℃，Cl 与 NaOH 溶液反应生成 NaClO 和 NaCl，其离子方程 式 为 ____________________________________ ； 实 验 中 控 制 温 度 除 用 冰 水 浴 外 ， 还 需 采 取 的 措 施 是 ____________________________________答案】温度超过 40℃，Cl 与 NaOH 溶液发生歧化反应生成 NaClO 、NaCl 和 H O，反应的化学方程式为3Cl +6NaOH 5NaCl+NaClO +3H O，离子方程式为 3Cl +6OH-5Cl-+ClO -+3H O由于 Cl 与 NaOH 溶液的反应为放热反应，为了减少 NaClO 的生成，应控制温度不超过 40℃、减慢反应速率；实验中控制温度除用冰水浴 外，还需采取的措 施是：缓慢通入 Cl 习题】一种从铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少量的镍)中分离提取多种金属元素的工艺流程如下：“分铜”时，如果反应温度过高，会有明显的放出气体现象，原因是_______。

【答案】温度过高，H O 分解放出氧气2 2 2 2 2 3 2 4 5 124 2 4 2 5 15【习题】电解精炼铜的阳极泥中主要含 Ag、Au 等贵重金属以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程 图：铜阳极泥氧化时，采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是_____________________答案】低温焙烧时，Ag 与氧气转化为 Ag O，高温时，氧化银分解又生成 Ag 和氧气；故答案为：高温焙高温烧时，生成的 Ag O 又分解为 Ag 和 O (或 2Ag O 4Ag＋O ↑)习题】钛铁矿主要成分为 FeTiO （含有少量 MgO、SiO 等杂质），Li Ti O 和 LiFePO 都是锂离子电池 的电极材料，可利用钛铁矿来制备，工艺流程如下：过程②中固体 TiO 与双氧水、氨水反应转化成(NH ) Ti O 溶液时，Ti 元素的浸出率与反应温度的关系如图 2 所示，反应温度过高时，Ti 元素浸出率下降的原因是___________答案】反应温度过高时，Ti 元素浸出率下降的原因是温度过高，双氧水分解与氨气逸出导致 Ti元素浸出2 2 4 x2 32 2 2 33 2 62 6率下降。

习题】碳酸锂广泛应用于化工、冶金等行业．工业上利用锂辉石（Li Al Si O ）制备碳酸锂的流程如图：已知：碳酸锂的溶解度为（（g/L）温度0 10203040506080100Li CO 1. 54 1. 43 1. 33 1. 25 1. 17 1. 08 1. 01 0. 85 0. 72（1）硫酸化焙烧温度控制在 250℃﹣300℃之间，主要原因是________；焙烧中硫酸用量控制在理论用 量的 l15%左右，硫酸加入过多的副作用是_________2）“沉锂”需要在 95℃以上进行，主要原因是_______________，过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠， 还可能含有_____和______答案】（1）硫酸化焙烧温度控制在 250℃﹣300℃之间，主要原因是温度低于 250℃，反应速率较慢，温度高于 300℃，硫酸挥发较多；焙烧中硫酸用量控制在理论用量的 l15%左右，硫酸加入过多的副作用是后续中 还需要除去过量的硫酸，增加后续杂质的处理量、增加后续中和酸的负担 ；（2）温度越高，碳酸锂溶解度降低，减少碳酸锂溶解，可以增加产率；溶液中硫酸钠不反应，使用碳酸钠要过量，少量碳酸锂溶解在溶液中，过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠，还可能含有碳酸钠和碳酸锂。

过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠，还可能含有碳酸钠和碳酸锂所以“沉锂”需要在 95℃以上进行，主要原因是温度越高，碳酸锂溶解度降低，可以增加产率；过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠，还可能含有碳酸钠和 碳酸锂习题】工业上以软锰矿(主要成分是 MnO ，含有 SiO 、Fe O 等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材 料碳酸锰(MnCO )其工业流程如下：（1）“浸锰”反应中往往有副产物 MnS O 生成，温度对“浸锰”反应的影响如右图所示，为减少 MnS O 的 生成，“浸锰”的适宜温度是_______4 34 32 2 2 2 32 3（2）向过滤Ⅱ所得的滤液中加入 NH HCO 溶液时温度控制在 30-35℃，温度不宜太高的原因是_______答案】（1）90℃2）铵盐受热分解，向过滤所得的滤液中加入碳酸氢铵溶液，温度控制在 30-35℃的 原因是防止 NH HCO 受热分解，提高原料的利用率；【习题】目前世界上新建的金矿中约有 80%都采用氧化法提金某工厂利用锌冶炼渣回收金、银等贵金属的 流程如下图所示:已知:HCN 有剧毒，其 Ka(HCN)=5×10-10，Au++2CN-=[Au(CN) ]-平衡常数 KB=1×1038（1）磨矿细度对浸出率的影响如图所示，依据浸出率应选择磨矿细度_____为宜。

氰化”环节中，金的溶解速率在 80℃时达到最大值，但生产中控制反应液的温度在 10-20℃，原因是:___________________________( 答一点即可)答案】温度的升高，促进了氰化物的水解，增加了 HCN 的挥发速度，温度的升高，Ca(OH) 的溶解度减 小，部分碱从溶液中析出【习题】石墨在材料领域有重要应用某初级石墨中含 SiO（7.8%）、Al O (5.1%)、Fe O (3.1%)和 MgO(0.5%) 等杂质设计的提纯和综合应用流程如下：4 2 2 4 3 2 3 4 2 3 3 2 3 3 4 4 2 3 3 4 5 4 35 4 35 4 34 22 22 2 22 2（注：SiCl 的沸点是 57.6ºC，金属氯化物的沸点均高于 150ºC）向反应器中通入 Cl 前，需通一段时间的 N 高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应氯化物80℃冷凝的目的是：_____________________②由活性炭得到气体Ⅱ的化学反应方程式为：_____________________答案】高温下，Si 元素转化成 SiCl ，铁元素转化成 FeCl ，Mg 元素转化成 MgCl ，Al 元素转化成 AlCl ，SiCl 沸点是 57.6℃，MgCl 、FeCl 、AlCl 沸点均高于 150℃，加热到 1500℃，MgCl 、FeCl 、AlCl 、SiCl 全 部转化成气体 I，80℃冷凝，SiCl 还是气体，而 MgCl 、FeCl 、AlCl 状态是固体，便于与 SiCl 分开。

习题】磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：已知：磷精矿主要成分为 Ca (PO ) (OH)，还含有 Ca (PO ) F 和有机碳等溶解度：Ca (PO ) (OH)

据图分析，流程化生产氯化亚铜的过程中，温度过低影响CuCl 产率的原因是____________________________________；温度过高、pH 过大也会影响 CuCl 产率的原因是 _______________________________答案】据图分析，流程化生产氯化亚铜的过程中，温度过低影响 CuCl 产率的原因是温度过低反应速率慢；温度过高、pH 过大也会影响 CuCl 产率的原因是温度过高、pH 过大，容易向 CuO 和 Cu O 转化，且温度过高， 铵盐(氯化铵，亚硫酸铵)易受热分解；【习题】钛酸锂电池应用广泛， 电池放电后负极材料主要含有 Li Ti O 、 铝箔及少量 Fe， 可通过下列工 艺流程回收钛、 锂回答下列问题：萃取时， 温度对萃取率的影响如图所示由图分析知实验时选择在常温下进行即可， 理由是__2 42 2 22 22 43 2【答案】由温度对萃取率的影响图可知，常温下钛的萃取率已经比较高(90%以上)，温度升高对萃取率的增 加幅度很小，所以不必升温，实验时选择在常温下进行即可，【习题】钼酸钠( Na MoO )可与重金属盐产生沉淀，是目前应用较多的一种新型水处理剂。

利用精钼矿(主 要成分是 MoS ，含少量 PbS 等)来制取钼酸钠晶体的工艺流程如下图所示1）焙烧的过程中采用如图 1 所示的“多层逆流焙烧”①多层逆流焙烧的优点是___________(任答两点)2）PbS 与 H O 反应时，温度高于 40℃后，反应速率反而减慢，原因是___________答案】（1）多层逆流焙烧可增长钼精矿与空气接触的时间和增大接触面积；（2）H O 在温度高于 40℃后分解习题】氯化亚铜是一种重要的化工产品，常用作有机合成催化剂，还可用于颜料、防腐等工业，它不溶于H SO 、HNO 和醇，微溶于水，可溶于浓盐酸和氨水，在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[Cu （OH）3Cl]以海绵铜（主要成分是 Cu 和少量 CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产 CuCl 的工艺过程如下：（1）析出的 CuCl 晶体水洗后要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于 70℃干燥 2h，冷却密封包装70℃ 真空干燥、密封包装的原因是__________2）如图是各反应物在最佳配比条件下，反应温度对CuCl 产率影响．由图可知，溶液温度控制在60℃时， CuCl 产率能达到 94%，当温度高于 65℃时，CuCl 产率会下降，其原因可能是___。

答案】（1）真空干燥可以加快乙醇和水的挥发，密封包装可以防止 CuCl 在潮湿空气中水解、氧化， 故答案为加快乙醇和水的挥发，防止 CuCl 在潮湿的空气中水解氧化；（2）因在 60℃时 CuCl 产率最大，根据信息可知，随温度升高，促进了 CuCl 的水解，CuCl 被氧化的速度 加快，。