專項(xiàng)04-溫度條件的控制(解析版)

備戰(zhàn)2022年高考化學(xué)－工藝流程專項(xiàng)復(fù)習(xí)系列專項(xiàng)4－溫度條件的控制一．升高溫度1．促進(jìn)某些離子的水解，如高價(jià)金屬陽(yáng)離子，易水解的陰離子【練習(xí)1】目前世界上新建的金礦中約有80%都采用氧化法提金。某工廠利用鋅冶煉渣回收金、銀等貴金屬的流程如下圖所示:已知HCN有劇毒，其Ka(HCN)=5×10-10，Au++2CN-=[Au(CN)2]-平衡常數(shù)KB=1×1038“氰化”環(huán)節(jié)中，金的溶解速率在80℃時(shí)達(dá)到最大值，但生產(chǎn)中控制反應(yīng)液的溫度在10-20℃，原因是:___________________________(答一點(diǎn)即可)。【答案】溫度的升高，促進(jìn)了氰化物的水解，增加了HCN的揮發(fā)速度；溫度的升高，Ca(OH)2的溶解度減小，部分堿從溶液中析出。【練習(xí)2】某化工廠“用含NiO的廢料(雜質(zhì)為Fe2O3、

CaO、

CuO等)制備羥基氧化鎳(2NiOOH·H2O)的工藝流程如圖：如圖是酸浸時(shí)鎳的浸出率與溫度的關(guān)系，則酸浸時(shí)合適的浸出溫度是____________℃，若酸浸時(shí)將溫度控制在80℃左右，則濾渣1中會(huì)含有一定量的Ni(OH)2，其原因可能是_________________________?！敬鸢浮?0隨著溫度的升高，Ni2+水解程度增大，從而形成一定量的Ni(OH)2沉淀【解析】由圖可知當(dāng)溫度在70°左右時(shí)鎳的浸出率較高，故酸浸時(shí)適宜的溫度為70°C；Ni2+能水解，生成Ni(OH)2，升溫能促進(jìn)水解，所以80℃左右濾渣1中會(huì)含有一定量的Ni(OH)2。【練習(xí)3】氯化亞銅是一種重要的化工產(chǎn)品，常用作有機(jī)合成催化劑，還可用于顏料、防腐等工業(yè)，它不溶于H2SO4、HNO3和醇，微溶于水，可溶于濃鹽酸和氨水，在潮濕空氣中易水解氧化成綠色的堿式氯化銅[Cu2（OH）3Cl]。以海綿銅（主要成分是Cu和少量CuO）為原料，采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過(guò)程如下：（1）析出的CuCl晶體水洗后要立即用無(wú)水乙醇洗滌，在真空干燥機(jī)內(nèi)于70℃干燥2h，冷卻密封包裝。70℃真空干燥、密封包裝的原因是____________________________________________________________。（2）如圖是各反應(yīng)物在最佳配比條件下，反應(yīng)溫度對(duì)CuCl產(chǎn)率影響．由圖可知，溶液溫度控制在60℃時(shí)，CuCl產(chǎn)率能達(dá)到94%，當(dāng)溫度高于65℃時(shí)，CuCl產(chǎn)率會(huì)下降，其原因可能是______________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮浚?）真空干燥可以加快乙醇和水的揮發(fā)，密封包裝可以防止CuCl在潮濕空氣中水解、氧化；（2）因在60℃時(shí)CuCl產(chǎn)率最大，根據(jù)信息可知，隨溫度升高，促進(jìn)了CuCl的水解，CuCl被氧化的速度加快。【練習(xí)4】TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40min所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示：溫度/℃3035404550TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率9295979388分析40℃時(shí)TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因_____________________?！敬鸢浮?0℃時(shí)TiO2?xH2O轉(zhuǎn)化率最高，因低于40℃，TiO2?xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加，超過(guò)40℃，雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2?xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降【解析】40℃時(shí)TiO2?xH2O轉(zhuǎn)化率最高，因低于40℃，TiO2?xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加，超過(guò)40℃，雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2?xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降。2．促進(jìn)平衡向吸熱方向移動(dòng)【練習(xí)1】二硫化鉬是重要的固體潤(rùn)滑劑，被譽(yù)為“高級(jí)固體潤(rùn)滑油之王”。利用低品相的輝鉬礦(含MoS2、SiO2以及CuFeS2等雜質(zhì))制備高純二硫化鉬的一種生產(chǎn)工藝如圖：（4）由圖分析可知產(chǎn)生MoS3沉淀的流程中選擇的最優(yōu)溫度和時(shí)間是___________，利用化學(xué)平衡原理分析低于或高于最優(yōu)溫度時(shí)，MoS3的產(chǎn)率均下降的原因_______________________________________。（5）利用低品相的原料制備高純產(chǎn)品是工業(yè)生產(chǎn)中的普遍原則。如圖所示，反應(yīng)[Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)]ΔH<0在充滿CO的石英管中進(jìn)行，先在溫度為T2的一端放入未提純的粗鎳粉末，一段時(shí)間后，在溫度為T1的一端得到了純凈的鎳粉，請(qǐng)結(jié)合平衡移動(dòng)原理，判斷溫度Tl_________T2(填“＞”、“＜”或“=”)。【答案】（4）40℃、30min溫度太低，反應(yīng)MoS42-+2H+MoS3↓+H2S↑產(chǎn)生的H2S氣體不易逸出，不利于平衡正向移動(dòng)生成MoS3；溫度太高，反應(yīng)物鹽酸揮發(fā)，導(dǎo)致溶液中c(H+)下降，上述平衡逆向移動(dòng)，也不利于生成MoS3（5）>【解析】（4）根據(jù)圖象可知，40℃、30minMoS3沉淀率達(dá)到最大，所以最優(yōu)溫度和時(shí)間是40℃、30min；溫度太低，反應(yīng)MoS42-+2H+MoS3↓+H2S↑產(chǎn)生的H2S氣體不易逸出，不利于平衡正向移動(dòng)生成MoS3；溫度太高，反應(yīng)物鹽酸揮發(fā)，導(dǎo)致溶液中c(H+)下降，上述平衡逆向移動(dòng)，也不利于生成MoS3，所以低于或高于最優(yōu)溫度時(shí)，MoS3的產(chǎn)率均下降；（5）[Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)]ΔH<0，正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，生成Ni單質(zhì)，在溫度為T1的一端得到了純凈的鎳粉，所以Tl>T2。3．加快反應(yīng)速率或溶解速率【2020新課標(biāo)Ⅰ】釩具有廣泛用途。黏土釩礦中，釩以+3、+4、+5價(jià)的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3?！八峤趸毙枰訜?，其原因是_________________________________________。【答案】加快酸浸和氧化反應(yīng)速率（促進(jìn)氧化完全）【解析】“酸浸氧化”需要加熱，其原因是：升高溫度，加快酸浸和氧化反應(yīng)速率（促進(jìn)氧化完全），故答案為：加快酸浸和氧化反應(yīng)速率（促進(jìn)氧化完全）；【練習(xí)2】煉油廠烷基化反應(yīng)產(chǎn)生的廢液中含硫酸91%、難揮發(fā)有機(jī)物7%。實(shí)驗(yàn)室以軟錳礦(主要含MnO2，還含少量Fe、Al等元素)處理廢液并制取MnSO4·H2O晶體，其實(shí)驗(yàn)流程如圖：（1）研究溫度對(duì)“降解”過(guò)程中有機(jī)物去除率的影響，實(shí)驗(yàn)在如圖1所示的裝置中進(jìn)行。①在不同溫度下反應(yīng)相同時(shí)間，發(fā)現(xiàn)溫度從60℃升高到95℃時(shí)，有機(jī)物去除率從29%增大到58%，其可能的原因是：MnO2的氧化能力隨溫度升高而增強(qiáng)；______________________________________。【答案】溫度升高，反應(yīng)速率加快【解析】①升高溫度，反應(yīng)速率加快，在相同時(shí)間內(nèi)有機(jī)物反應(yīng)的更多，去除率增加?！揪毩?xí)3】“浸取”步驟中，能加快浸取速率的方法有___________(任寫兩種)?！敬鸢浮繉㈤蠙焓驳V粉碎、適當(dāng)增大鹽酸的濃度、適當(dāng)提高反應(yīng)的溫度等【解析】“浸取”步驟中，能加快浸取速率的方法有將橄欖石尾礦粉碎、適當(dāng)增大鹽酸的濃度、適當(dāng)提高反應(yīng)的溫度等。4．使沸點(diǎn)相對(duì)低的原料氣化，或者降低在溶液中的氣體溶解度【練習(xí)1】實(shí)驗(yàn)室用如圖所示的裝置模擬燃煤煙氣脫硫?qū)嶒?yàn)：研究發(fā)現(xiàn)石灰石漿液的脫硫效率受pH和溫度的影響。燃煤煙氣流速一定時(shí)，脫硫效率與石灰石漿液pH的關(guān)系如圖所示，在pH為5.6時(shí)脫硫效果最佳，石灰石漿液時(shí)，脫硫效率降低的原因可能是___________________________，燃煤煙氣通入石灰石漿液時(shí)的溫度不宜過(guò)高的原因是___________________________。【答案】石灰石的溶解度減小，與的反應(yīng)變慢溫度升高，的溶解度減小【解析】由脫硫效率與石灰石漿液pH的關(guān)系圖知，在pH為5.6時(shí)脫硫效果最佳，pH增大，石灰石的溶解度減小，與的反應(yīng)變慢；溫度升高，的溶解度減小。故答案為：石灰石的溶解度減小，減慢了與SO2的反應(yīng)；溫度升高SO2的溶解度小?！揪毩?xí)2】以甲酸和碳酸鉀為原料生產(chǎn)二甲酸鉀，實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)品回收率的影響如下：表1反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)品回收率的影響反應(yīng)溫度（℃）20304050607080產(chǎn)品回收率（%）75．678．480．682．683．182．173．7②實(shí)際生產(chǎn)二甲酸鉀時(shí)應(yīng)選擇的最佳反應(yīng)條件是反應(yīng)溫度應(yīng)控制在____________℃~____________℃，由表1可知反應(yīng)溫度過(guò)高，反應(yīng)回收率反而會(huì)降低，其原因可能是___________________________________________?！敬鸢浮繙囟冗^(guò)高，甲酸揮發(fā)【解析】從表1可看出，溫度控制在50℃~60℃二甲酸鉀的產(chǎn)率較高，溫度過(guò)高，反應(yīng)回收率反而會(huì)降低，其原因可能是：甲酸易揮發(fā)，溫度太高甲酸揮發(fā)了。【練習(xí)3】實(shí)驗(yàn)室中用FeSO4溶液與NaOH溶液制備Fe(OH)2，裝置如圖，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：配制NaOH溶液時(shí)使用的蒸餾水通常要煮沸，其目的是__________________________________?！敬鸢浮砍ニ腥芙獾难鯕狻窘馕觥苛蛩醽嗚F易被氧化而變質(zhì)，因此配制NaOH溶液時(shí)，應(yīng)排除溶液中的氧氣，可用加熱溶液的方法除去溶解的氧氣?！揪毩?xí)4】四氯化錫用作媒染劑和有機(jī)合成上的氯化催化劑，實(shí)驗(yàn)室制備四氯化錫的反應(yīng)、裝置示意圖和有關(guān)信息數(shù)據(jù)如下：②無(wú)水四氯化錫是無(wú)色易流動(dòng)的液體，熔點(diǎn)-33℃，沸點(diǎn)114.1℃。實(shí)驗(yàn)制得的SnCl4中因溶解了C12而略顯黃色，提純SnCl4的方法是________________?！敬鸢浮考訜嵴麴s【解析】由于SnCl4的沸點(diǎn)114.1℃，因此如果實(shí)驗(yàn)制得的SnCl4中因溶解了C12而略顯黃色，提純SnCl4的方法是加熱蒸餾。【練習(xí)5】白云石的主要成份是CaCO3·MgCO3，在我國(guó)有大量的分布。以白云石為原料生產(chǎn)的鈣鎂系列產(chǎn)品有廣泛的用途。白云石經(jīng)煅燒、熔化后得到鈣鎂的氫氧化物，再經(jīng)過(guò)碳化實(shí)現(xiàn)Ca2+、Mg2+的分離。碳化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，化學(xué)方程式如下：Ca(OH)2+Mg(OH)2+3CO2CaCO3+Mg(HCO3)2+H2O。完成下列填空：碳化溫度保持在50~60℃。溫度偏高不利于碳化反應(yīng)，原因是__________________、__________________。溫度偏低也不利于碳化反應(yīng)，原因是___________________________?！敬鸢浮慷趸嫉娜芙舛刃?；碳酸氫鎂分解，反應(yīng)速率較小。【解析】該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而且是可逆的，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，平衡逆反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化碳的溶解度減小，導(dǎo)致鈣鎂離子的分離減弱，Mg(HCO3)2是易分解，溫度過(guò)高就分解了，溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太小，導(dǎo)致得到產(chǎn)物消耗的時(shí)間太長(zhǎng)，不利于碳化反應(yīng)，故答案為：二氧化碳的溶解度小、碳酸氫鎂分解；反應(yīng)速率較小。5．除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)，如NH4HCO3、NH4(CO3)2、KMnO4、NH4C1等物質(zhì)【練習(xí)1】物質(zhì)的分離與提純是化學(xué)的重點(diǎn)，請(qǐng)根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)?zāi)康模謩e選擇相應(yīng)的操作和實(shí)驗(yàn)裝置。下列為操作：a．蒸餾b．結(jié)晶法c．加適量水，過(guò)濾d．加熱（或灼燒）e．加適量鹽酸，蒸發(fā)f．萃取分液g．分液h．升華下列為實(shí)驗(yàn)裝置：

（1）除去氯化鈉晶體中的碳酸鈉：______、______（分別填操作序號(hào)及實(shí)驗(yàn)裝置圖編號(hào)，下同）。（2）除去碳酸鈣中的氯化鈉：_______、______。（3）分離乙酸（沸點(diǎn)118℃）和乙酸乙酯（沸點(diǎn)77.1℃）的混合液（兩者互溶）：______、______。（4）從溴水中提取溴：_______、_______。（5）除去氧化鈣中的碳酸鈣：_______、_______。（6）分離固體食鹽和碘的方法：_______、_______?！敬鸢浮縠2c1a5f4d3h6【解析】（1）碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成NaCl，則加適量鹽酸，蒸發(fā)可分離，對(duì)應(yīng)于裝置2，故答案為e；2；（2）碳酸鈣不溶于水，氯化鈉晶體溶于水，則選擇過(guò)濾法可分離，對(duì)應(yīng)于裝置1，故答案為c；1；（3）二者互溶，但沸點(diǎn)不同，則選擇蒸餾法分離，對(duì)應(yīng)于裝置5，故答案為a；5；（4）溴不易溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，則選擇萃取、分液法分離，對(duì)應(yīng)于裝置4，故答案為f；4；（5）碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣，則選擇加熱分解法除雜，對(duì)應(yīng)于裝置3，故答案為d；3；（6）碘容易升華，則選擇升華法分離固體食鹽和碘，對(duì)應(yīng)于裝置6，故答案為h；6。二．降低溫度1．防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)分解（或溶解）【練習(xí)1】電解精煉銅的陽(yáng)極泥中主要含Ag、Au等貴重金屬。以下是從精煉銅的陽(yáng)極泥中回收銀、金的流程圖：銅陽(yáng)極泥氧化時(shí)，采用“低溫焙燒”而不采用“高溫焙燒”的原因是_____________________?！敬鸢浮康蜏乇簾龝r(shí)，Ag與氧氣轉(zhuǎn)化為Ag2O，高溫時(shí)，氧化銀分解又生成Ag和氧氣；故答案為：高溫焙燒時(shí)，生成的Ag2O又分解為Ag和O2(或2Ag2O4Ag＋O2↑)?！揪毩?xí)2】【2018北京卷】磷精礦濕法制備磷酸的一種工藝流程如下：已知：磷精礦主要成分為Ca5(PO4)3(OH)，還含有Ca5(PO4)3F和有機(jī)碳等。溶解度：Ca5(PO4)3(OH)<CaSO4·0.5H2O（1）H2O2將粗磷酸中的有機(jī)碳氧化為CO2脫除，同時(shí)自身也會(huì)發(fā)生分解。相同投料比、相同反應(yīng)時(shí)間，不同溫度下的有機(jī)碳脫除率如圖所示。80℃后脫除率變化的原因：____________________?！敬鸢浮繄D示是相同投料比、相同反應(yīng)時(shí)間，不同溫度下的有機(jī)碳脫除率，80℃前溫度升高反應(yīng)速率加快，相同時(shí)間內(nèi)有機(jī)碳脫除率增大；80℃后溫度升高，H2O2分解速率大，H2O2濃度顯著降低，反應(yīng)速率減慢，相同條件下有機(jī)碳脫除率減小?！揪毩?xí)3】一種從銅陽(yáng)極泥(主要含有銅、銀、金、少量的鎳)中分離提取多種金屬元素的工藝流程如下：“分銅”時(shí)，如果反應(yīng)溫度過(guò)高，會(huì)有明顯的放出氣體現(xiàn)象，原因是____________________________?！敬鸢浮繙囟冗^(guò)高，H2O2分解放出氧氣?！揪毩?xí)5】鈦鐵礦主要成分為FeTiO3（含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì)），Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦來(lái)制備，工藝流程如下：過(guò)程②中固體TiO2與雙氧水、氨水反應(yīng)轉(zhuǎn)化成(NH4)2Ti5O15溶液時(shí)，Ti元素的浸出率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如圖2所示，反應(yīng)溫度過(guò)高時(shí)，Ti元素浸出率下降的原因是___________________________________________________?！敬鸢浮繙囟冗^(guò)高，雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致Ti元素浸出率下降?！揪毩?xí)6】工業(yè)上以軟錳礦(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量雜質(zhì))為主要原料制備高性能的磁性材料碳酸錳(MnCO3)。其工業(yè)流程如下：（1）“浸錳”反應(yīng)中往往有副產(chǎn)物MnS2O6生成，溫度對(duì)“浸錳”反應(yīng)的影響如右圖所示，為減少M(fèi)nS2O6的生成，“浸錳”的適宜溫度是___________________________。（2）向過(guò)濾Ⅱ所得的濾液中加入NH4HCO3溶液時(shí)溫度控制在30-35℃，溫度不宜太高的原因是___________________________________________________________________?！敬鸢浮浚?）90℃。（2）銨鹽受熱分解，向過(guò)濾所得的濾液中加入碳酸氫銨溶液，溫度控制在30-35℃的原因是防止NH4HCO3受熱分解，提高原料的利用率；2．使化學(xué)平衡向著放熱方向移動(dòng)【練習(xí)1】乙酸苯酚酯制備：將苯酚溶解在的氫氧化鈉溶液中，加入30g碎冰塊，然后加入乙酸酐，攪拌將反應(yīng)后混合物傾入分液漏斗中，加入約4mL

將有機(jī)相用試劑X和水洗滌然后無(wú)水干燥，蒸餾收集餾分．①用碎冰塊代替水可能的原因是：______________________________________．【答案】該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，碎冰溫度低有利于酯的生成【解析】①碎冰溫度低有利于酯的生成，故答案為：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，碎冰溫度低有利于酯的生成。3．使某個(gè)沸點(diǎn)高的產(chǎn)物液化，使其與其他物質(zhì)分離【練習(xí)1】石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某初級(jí)石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì)。設(shè)計(jì)的提純和綜合應(yīng)用流程如下：（注：SiCl4的沸點(diǎn)是57.6oC，金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150oC）向反應(yīng)器中通入Cl2前，需通一段時(shí)間的N2。高溫反應(yīng)后，石墨中的氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)氯化物。80℃冷凝的目的是：_____________________。②由活性炭得到氣體Ⅱ的化學(xué)反應(yīng)方程式為：_____________________?！敬鸢浮扛邷叵?，Si元素轉(zhuǎn)化成SiCl4，鐵元素轉(zhuǎn)化成FeCl3，Mg元素轉(zhuǎn)化成MgCl2，Al元素轉(zhuǎn)化成AlCl3，SiCl4沸點(diǎn)是57.6℃，MgCl2、FeCl3、AlCl3沸點(diǎn)均高于150℃，加熱到1500℃，MgCl2、FeCl3、AlCl3、SiCl4全部轉(zhuǎn)化成氣體I，80℃冷凝，SiCl4還是氣體，而MgCl2、FeCl3、AlCl3狀態(tài)是固體，便于與SiCl4分開(kāi)。4．降低晶體的溶解度，減少損失。【練習(xí)1】碳酸鋰廣泛應(yīng)用于化工、冶金等行業(yè)．工業(yè)上利用鋰輝石（Li2Al2Si4Ox）制備碳酸鋰的流程如圖：已知：碳酸鋰的溶解度為（g/L）溫度010203040506080100Li2CO31.541.431.331.251.171.081.010.850.72（1）硫酸化焙燒溫度控制在250℃﹣300℃之間，主要原因是__________________________________；焙燒中硫酸用量控制在理論用量的l15%左右，硫酸加入過(guò)多的副作用是_________________________。（2）“沉鋰”需要在95℃以上進(jìn)行，主要原因是_______________________，過(guò)濾碳酸鋰所得母液中主要含有硫酸鈉，還可能含有_____________和______________?！敬鸢浮浚?）硫酸化焙燒溫度控制在250℃﹣300℃之間，主要原因是溫度低于250℃，反應(yīng)速率較慢，溫度高于300℃，硫酸揮發(fā)較多；焙燒中硫酸用量控制在理論用量的l15%左右，硫酸加入過(guò)多的副作用是后續(xù)中還需要除去過(guò)量的硫酸，增加后續(xù)雜質(zhì)的處理量、增加后續(xù)中和酸的負(fù)擔(dān)。溫度越高，碳酸鋰溶解度降低，減少碳酸鋰溶解，可以增加產(chǎn)率；溶液中硫酸鈉不反應(yīng)，使用碳酸鈉要過(guò)量，少量碳酸鋰溶解在溶液中，過(guò)濾碳酸鋰所得母液中主要含有硫酸鈉，還可能含有碳酸鈉和碳酸鋰。過(guò)濾碳酸鋰所得母液中主要含有硫酸鈉，還可能含有碳酸鈉和碳酸鋰。所以“沉鋰”需要在95℃以上進(jìn)行，主要原因是溫度越高，碳酸鋰溶解度降低，可以增加產(chǎn)率；過(guò)濾碳酸鋰所得母液中主要含有硫酸鈉，還可能含有碳酸鈉和碳酸鋰?！揪毩?xí)2】某廢舊電池材料的主要成分為鈷酸鋰(LiCoO2)，還含有一定量的鐵、鋁、銅等元素的化合物，其回收工藝如圖所示，最終可得到Co2O3和鋰鹽。已知：CoC2O4·2H2O微溶于水，它的溶解度隨溫度升高而逐漸增大，且能與過(guò)量的C2O42－離子生成Co(C2O4)n2(n－1)－而溶解。（4）“沉鈷”過(guò)程中，(NH4)2C2O4的加入量(圖a)、沉淀反應(yīng)的溫度(圖b)與鈷的沉淀率關(guān)系如圖所示：①隨n(C2O42－)：N(Co2＋)比值的增加，鈷的沉淀率先逐漸增大后又逐漸減小的原因________________________。②沉淀反應(yīng)時(shí)間為10min，溫度在50℃以上時(shí)，隨溫度升高而鈷的沉淀率下降的可能原因是_______________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮竣龠^(guò)量的C2O42-與Co2+反應(yīng)生成Co(C2O4)n2(n-1)-而溶解②它的溶解度隨溫度升高而逐漸增大【解析】①隨n(C2O42－)：N(Co2＋)比值的增加，過(guò)量的C2O42-與Co2+反應(yīng)生成Co(C2O4)n2(n-1)-而溶解，鈷的沉淀率先逐漸增大后又逐漸減?。虎诔恋矸磻?yīng)時(shí)間為10min，溫度在50℃以上時(shí)，溶解度隨溫度升高而逐漸增大。5．減少能源成本，降低對(duì)設(shè)備的要求【練習(xí)1】目前常用的工業(yè)生產(chǎn)純堿的方法是“聯(lián)合制堿法（侯氏制堿法）”世界上最早工業(yè)生產(chǎn)碳酸鈉的方法是“路布蘭法”，其流程如下：與“路布蘭法”相比，“聯(lián)合制堿法’的優(yōu)點(diǎn)之一是_________________________?！敬鸢浮吭侠寐矢?，反應(yīng)所需溫度低，耗能少【解析】據(jù)流程可知：路布蘭法是利用食鹽晶體和濃硫酸在600°C到700°C下反應(yīng)生成硫酸鈉和氯化氫，再利用C與石灰石和硫酸鈉在1000°C生成碳酸鈉；侯德榜研究出聯(lián)合制堿法為在飽和的氯化鈉溶液中直接通入氨氣和CO2，得到氯化銨和碳酸氫鈉晶體，并利用碳酸氫鈉的分解制得純堿，在270℃時(shí)就完全分解，分解產(chǎn)生的二氧化碳還可以循環(huán)利用，故聯(lián)合制堿法反應(yīng)所需溫度低，耗能少、提高了原料利用率。三．控制溫度（用水浴或油浴控溫）1．防止某種物質(zhì)溫度過(guò)高時(shí)會(huì)分解或揮發(fā)【2019江蘇】（1）廢渣浸取在如圖所示的裝置中進(jìn)行?？刂品磻?yīng)溫度在60~70℃，攪拌，反應(yīng)3小時(shí)。溫度過(guò)高將會(huì)導(dǎo)致CaSO4的轉(zhuǎn)化率下降，其原因是；保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變，實(shí)驗(yàn)中提高CaSO4轉(zhuǎn)化率的操作有?！敬鸢浮坑捎阡@鹽具有不穩(wěn)定性，受熱易分解，所以溫度過(guò)高，（NH4）2CO3分解，從而使CaSO4轉(zhuǎn)化率下降；由于浸取過(guò)程中的反應(yīng)屬于固體與溶液的反應(yīng)（或發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化），保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變，提高CaSO4轉(zhuǎn)化率即提高反應(yīng)速率，結(jié)合外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提高CaSO4轉(zhuǎn)化率的操作為加快攪拌速率（即增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高浸取率）。2．控制固體的溶解與結(jié)晶【習(xí)題1】【2017新課標(biāo)3卷】重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示：有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到___________（填標(biāo)號(hào)）得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。a．80℃ b．60℃ c．40℃ d．10℃【答案】d【解析】首先分析圖像特點(diǎn)，Na2Cr2O7溶解度最大，NaCl溶解度最小且隨溫度變化很小，K2Cr2O7的溶解度在高溫下大，但低溫下較小，即隨溫度變化最大；然后分析反應(yīng)特點(diǎn)2KCl+Na2Cr2O7=K2Cr2O7↓+2NaCl的反應(yīng)類型為復(fù)分解反應(yīng)；再結(jié)合操作條件“蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾”，得出結(jié)論加熱蒸發(fā)過(guò)程中，隨著水分的蒸發(fā)，平衡向右進(jìn)行；最后根據(jù)條件冷卻可知，要保證重鉻酸鉀溶解度最小，因此溫度為10℃。3．使催化劑的活性達(dá)到最好【習(xí)題1】【2016全國(guó)卷Ⅱ27】以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學(xué)方程式如下：①C3H6(g)+NH3(g)+QUOTEO2(g)C3H3N(g)+3H2O(g)ΔH=-515kJ·mol-1②C3H6(g)+O2(g)C3H4O(g)+H2O(g)ΔH=-353kJ·mol-1圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，最高產(chǎn)率對(duì)應(yīng)的溫度為460℃。低于460℃時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率(填“是”或“不是”)對(duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率，判斷理由是________；高于460°時(shí)，丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是(雙選，填標(biāo)號(hào))。A．催化劑活性降低 B．平衡常數(shù)變大C．副反應(yīng)增多 D．反應(yīng)活化能增大【答案】A、C【解析】因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)，平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低，反應(yīng)剛開(kāi)始進(jìn)行，尚未達(dá)到平衡狀態(tài)，460℃以前是建立平衡的過(guò)程，所以低于460℃時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率；高于460℃時(shí)，丙烯腈產(chǎn)率降低。催化劑在一定溫度范圍內(nèi)活性較高，若溫度過(guò)高，活性降低，A正確；平衡常數(shù)的大小不影響產(chǎn)率，B錯(cuò)誤；根據(jù)題意，副產(chǎn)物有丙烯醛，副反應(yīng)增多導(dǎo)致產(chǎn)率下降，C正確；反應(yīng)活化能的大小不影響平衡，D錯(cuò)誤4．防止副反應(yīng)的發(fā)生【練習(xí)1】【2018江蘇】以Cl2、NaOH、(NH2)2CO（尿素）和SO2為原料可制備N2H4·H2O（水合肼）和無(wú)水Na2SO3，其主要實(shí)驗(yàn)流程如下：已知：①Cl2+2OH?ClO?+Cl?+H2O是放熱反應(yīng)。②N2H4·H2O沸點(diǎn)約118℃，具有強(qiáng)還原性，能與NaClO劇烈反應(yīng)生成N2。（1）步驟Ⅰ制備NaClO溶液時(shí)，若溫度超過(guò)40℃，Cl2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO3和NaCl，其離子方程式為_(kāi)___________________________________；實(shí)驗(yàn)中控制溫度除用冰水浴外，還需采取的措施是____________________________________?！敬鸢浮繙囟瘸^(guò)40℃，Cl2與NaOH溶液發(fā)生歧化反應(yīng)生成NaClO3、NaCl和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O，離子方程式為3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O。由于Cl2與NaOH溶液的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，為了減少NaClO3的生成，應(yīng)控制溫度不超過(guò)40℃、減慢反應(yīng)速率；實(shí)驗(yàn)中控制溫度除用冰水浴外，還需采取的措施是：緩慢通入Cl2?！揪毩?xí)2】硒(Se)和銅(Cu)在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。硒可以用作光敏材料、電解錳行業(yè)的催化劑，也是動(dòng)物體必需的營(yíng)養(yǎng)元素和對(duì)植物有益的營(yíng)養(yǎng)元素等。氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè)。CuCl難溶于醇和水，可溶于氯離子濃度較大的體系，在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料，采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過(guò)程如下所示：氯化亞銅產(chǎn)率與溫度、溶液pH關(guān)系如下圖所示。據(jù)圖分析，流程化生產(chǎn)氯化亞銅的過(guò)程中，溫度過(guò)低影響CuCl產(chǎn)率的原因是____________________________________；溫度過(guò)高、pH過(guò)大也會(huì)影響CuCl產(chǎn)率的原因是_______________________________?！敬鸢浮繐?jù)圖分析，流程化生產(chǎn)氯化亞銅的過(guò)程中，溫度過(guò)低影響CuCl產(chǎn)率的原因是溫度過(guò)低反應(yīng)速率慢；溫度過(guò)高、pH過(guò)大也會(huì)影響CuCl產(chǎn)率的原因是溫度過(guò)高、pH過(guò)大，容易向CuO和Cu2O轉(zhuǎn)化，且溫度過(guò)高，銨鹽(氯化銨，亞硫酸銨)易受熱分解；【練習(xí)3】呋喃()為無(wú)色液體，沸點(diǎn)為32℃，難溶于水，主要用于有機(jī)合成或用作溶劑，工業(yè)上可用呋喃甲醛制備呋喃。某興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究其制備方法，實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)步驟如圖：①2+NaOH→+ΔH<0②實(shí)驗(yàn)步驟：①取一定量的氫氧化鈉溶液于燒杯中，在不斷攪拌下，慢慢滴加4.8g呋喃甲醛，控制反應(yīng)溫度在8~12℃。滴加完畢后繼續(xù)在上述溫度下攪拌20min，反應(yīng)完全后得黃色漿狀物，在攪拌下加入少量的水使固體完全溶解。然后用乙醚萃取，分液。②取水層液體，加入鹽酸，攪拌、過(guò)濾、提純、干燥，得到呋喃甲酸。③將制得的呋喃甲酸加入如圖裝置(部分裝置省略)中進(jìn)行脫羧處理，得到呋喃1.1g。（2）步驟①的關(guān)鍵是控制溫度在8~12℃，采取的最好措施是磁力攪拌、___________________；簡(jiǎn)述步驟①中溫度不能過(guò)高或過(guò)低的原因是___________________________?！敬鸢浮浚?）將燒杯置于冷水浴中溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太慢，溫度過(guò)高，呋喃甲酸鈉產(chǎn)率較低【解析】控制溫度在8~12℃，需將燒杯置于冷水浴中；溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太慢，溫度過(guò)高，副產(chǎn)物增多，呋喃甲酸鈉產(chǎn)率較低，故答案為：溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太慢，溫度過(guò)高，呋喃甲酸鈉產(chǎn)率較低?！玖?xí)題4】【2017新課標(biāo)2卷】丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。正丁烷（C4H10）脫氫制1-丁烯（C4H8）的熱化學(xué)方程式如下：①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)ΔH1=+123kJ·mol?1圖（c）為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是_____________?！敬鸢浮可邷囟扔欣诜磻?yīng)向吸熱方向進(jìn)行；溫度升高反應(yīng)速率加快；丁烯高溫裂解生成短鏈烴類【解析】根據(jù)圖(c)，590℃之前，溫度升高時(shí)反應(yīng)速率加快，生成的丁烯會(huì)更多，同時(shí)由于反應(yīng)①是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，平衡體系中會(huì)含有更多的丁烯。而溫度超過(guò)590℃時(shí)，由于丁烷高溫會(huì)裂解生成短鏈烴類，所以參加反應(yīng)①的丁烷也就相應(yīng)減少。5．蒸餾分離物質(zhì)【練習(xí)1】實(shí)驗(yàn)室可用環(huán)己醇制備環(huán)己酮，使用的氧化劑可以是次氯酸鈉、重鉻酸鉀等。已知：環(huán)己醇沸點(diǎn)：160.8℃，微溶于水；環(huán)己酮沸點(diǎn)：155.6℃，微溶于水；醋酸沸點(diǎn)117.9℃，和水以任意比例互溶。用如圖對(duì)粗產(chǎn)品進(jìn)行精制，蒸餾收集_____________℃的餾分?！敬鸢浮?55.6【解析】環(huán)己酮的沸點(diǎn)：155.6℃，所以收集155.6℃的餾分?！揪毩?xí)2】以環(huán)己醇制備環(huán)己烯：密度（g/cm3）熔點(diǎn)（℃）沸點(diǎn)（℃）溶解性環(huán)己醇0.9625161能溶于水環(huán)己烯0.81－10383難溶于水收集產(chǎn)品時(shí)，控制的溫度應(yīng)在________________左右，實(shí)驗(yàn)制得的環(huán)己烯精品質(zhì)量低于理論產(chǎn)量，可能的原因是_______A．蒸餾時(shí)從70℃開(kāi)始收集產(chǎn)品B．環(huán)己醇實(shí)際用量多了C．制備粗品時(shí)環(huán)己醇隨產(chǎn)品一起蒸出【答案】83oCC【解析】因?yàn)榄h(huán)己烯的沸點(diǎn)為83℃，所以控制的溫度應(yīng)在83℃左右；A.蒸餾時(shí)從70℃開(kāi)始收集產(chǎn)品，則產(chǎn)品的質(zhì)量高，A錯(cuò)誤；B.環(huán)己醇實(shí)際用量多了，會(huì)使產(chǎn)品的量增加，B錯(cuò)誤；C.制備粗品時(shí)環(huán)己醇隨產(chǎn)品一起蒸出，會(huì)使生成的環(huán)乙烯量減少，C正確。6．趁熱過(guò)濾：減少因降溫而析出的溶質(zhì)的量【練習(xí)1】實(shí)驗(yàn)室通常是在NH3和NH4Cl存在條件下，以活性炭為催化劑，用H2O2氧化CoCl2溶液來(lái)制備三氯化六氨合鈷[Co(NH3)6]Cl3，該反應(yīng)屬于大量放熱的反應(yīng)。某小組用如圖所示裝置制備[Co(NH3)6]Cl3，實(shí)驗(yàn)步驟如下：Ⅰ．稱取研細(xì)的CoCl2?6H2O10.0g和NH4Cl5.0g于燒杯中溶解，將溶液轉(zhuǎn)入三頸燒瓶，加入25mL濃氨水和適量活性炭粉末，逐滴加入5mL30%的H2O2溶液。Ⅱ．用水浴將混合物加熱至60℃，恒溫20分鐘，然后用冰水浴冷卻，充分結(jié)晶后過(guò)濾。Ⅲ．將沉淀溶于熱的鹽酸中，趁熱過(guò)濾，濾液中加適量濃鹽酸并冷卻結(jié)晶。Ⅳ．過(guò)濾、用乙醇洗滌晶體并在105℃條件下烘干。（5）步驟Ⅲ中趁熱過(guò)濾的主要目的是__________________________________________?！敬鸢浮砍セ钚蕴坎⒎乐巩a(chǎn)品析出【解析】（5）步驟Ⅲ中，若過(guò)濾時(shí)間長(zhǎng)，濾液溫度降低多，[Co(NH3)6]Cl3會(huì)在過(guò)濾過(guò)程中結(jié)晶析出，所以需趁熱過(guò)濾，主要目的是除去活性炭并防止產(chǎn)品析出；為獲得更多的產(chǎn)品，可利用同離子效應(yīng)，降低產(chǎn)品的溶解度，由此得出濾液中加適量濃鹽酸的主要目的是增大氯離子濃度，有利于析出[Co(NH3)6]Cl3?！揪毩?xí)2】將上述粗產(chǎn)品冷卻后加入40ml

的氫氧化鈉水溶液，再加90ml水，加熱活性炭脫色，趁熱過(guò)濾、冷卻。趁熱過(guò)濾的目的____________________________?！敬鸢浮糠乐谷夤鹚徕c結(jié)晶而析出堵塞漏斗【解析】溫度低，肉桂酸鈉的溶解度降低，會(huì)結(jié)晶析出晶體，所以趁熱過(guò)濾的目的是防止肉桂酸鈉結(jié)晶而析出堵塞漏斗。7．該溫度下反應(yīng)的結(jié)果已經(jīng)較好，不需要繼續(xù)變溫【練習(xí)1】鈦酸鋰電池應(yīng)用廣泛，電池放電后負(fù)極材料主要含有Li4Ti5O12、鋁箔及少量Fe，可通過(guò)下列工藝流程回收鈦、鋰?；卮鹣铝袉?wèn)題：萃取時(shí)，溫度對(duì)萃取率的影響如圖所示。由圖分析知實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇在常溫下進(jìn)行即可，理由是__?！敬鸢浮坑蓽囟葘?duì)萃取率的影響圖可知，常溫下鈦的萃取率已經(jīng)比較高(90%以上)，溫度升高對(duì)萃取率的增加幅度很小，所以不必升溫，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇在常溫下進(jìn)行即可，【練習(xí)2】高鐵酸鉀(K2FeO4)是新型多功能水處理劑。圖1為不同的溫度下，不同質(zhì)量濃度的Fe(NO3)3對(duì)K2FeO4生成率的影響。工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為_(kāi)____________________?！敬鸢浮?6℃【解析】26℃攝氏度時(shí)，溫度是最佳的。【綜合練習(xí)1】工業(yè)上以石煤(主要成分為V2O3，含有少量SiO2、P2O5等雜質(zhì))為原料制備釩的主要流程如圖：已知：①NH4VO3難溶于水。②Ksp(MgSiO3)=2.4×10-5，Ksp[Mg3(PO4)2]=2.7×10-27。（1）焙燒：通入空氣的條件下，向石煤中加純堿焙燒，將V2O3轉(zhuǎn)化為NaVO3的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________。（2）除硅、磷：①用MgSO4溶液除硅、磷時(shí)，Si、P會(huì)形成Mg3(PO4)2、MgSiO3沉淀。若沉淀后溶液中c(PO)=1.0×10-8mol?L-1，則c(SiO)=____________mol?L-1。②如圖所示，隨著溫度升高，除磷率下降，其原因是Mg3(PO4)2溶解度增大、___________________________；隨著溫度升高，除硅率升高，其原因是______________________________。（3）沉釩：此過(guò)程反應(yīng)溫度需控制在50℃左右，溫度不能過(guò)高的原因?yàn)開(kāi)____________________。（4）灼燒：在灼燒NH4VO3的過(guò)程中，固體的殘留率(×100%)隨溫度變化的曲線如圖所示，則A~B段發(fā)生反應(yīng)的方程式為_(kāi)______________________