广东省2020高考化学二轮复习 专题11 条件控制（温度、压强、浓度、调pH值）导学案

条件控制专题(温度、压强、浓度、调pH值）在工艺流程图题目中，我们发现不同生产工艺，物质间反应对于温度、压强、浓度、催化剂等有不同要求，它们所起的作用也不一样，但都是达到目的的关键所在。反应条件的控制成为命题常考点。考查的方式大体有两种情况：其一是要求学生能根据已学知识，结合节能减排、提高生产效益等生产实际，为核心反应选取适宜的反应条件；二是根据图表信息，总结变化规律，或说明工艺流程中某反应条件的选择理由。例题：2020年广州一模第32题节选 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：（2）“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有 、 。（写出两个）（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AlCl36H2O晶体，结合化学平衡移动原理解释析出晶体的原因： 。【解题思路】（2）将“酸浸时铝浸出率的影响因素”转化为考点“固、液反应物充分反应的因素”。（3）利用控制CaCO3用量调节溶液的pH值分级沉淀，先调节pH到3.2，沉淀Fe3+，过滤除杂后，再先调节pH到5.4，沉淀Al3+过滤得到产品Al(OH) 3 。（4）浓度对化学平衡（沉淀溶解平衡）的影响的具体应用。关键找准平衡。【参考答案】 （2）盐酸的浓度、反应温度、煤矸石颗粒大小、是否充分搅拌、反应时间（任写两个）（4分，每个2分） （4）加入CaCO3调节pH到3.2，过滤除去Fe(OH) 3后，再加入CaCO3调节pH到5.4，过滤得到Al(OH) 3 （2分） （5）AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡：AlCl36H2O(s)Al3+(aq) +3Cl(aq) +6H2O(l)，通入HCl气体使溶液中c(Cl)增大，平衡向析出固体的方向移动从而析出AlCl3晶体。（2分）【方法归纳】一、 夯实基础，以不变应万变核心理论：化学反应速率、化学平衡的影响因素（浓度、温度、压强、催化剂）；绿色化学；节能减排这里补充说明接触面积和催化剂两因素影响。接触面积的问题：增大反应物间的接触， 固体可以用粉碎的方法 ，液体可以用喷洒的方法 ，气体可以用多孔分散器（多孔球泡等），搅拌、混溶、逆流投料（沸腾炉）等措施。 催化剂：催化剂同等程度改变正、逆反应的速率；催化剂的催化效率与温度有关。如合成氨反应或SO2催化氧化反应，两反应均为放热反应，高温不利于平衡正向移动，工业生产选择温度为500左右，原因之一是使催化剂的活性达到最高，反应速率更快。二、 引导学生学会将“问题” 转化为“考点”，再调用所学理论知识加以解决。仔细审题，分析清楚问题考查的是反应速率问题，还是平衡移动问题；是加快还是减缓反应速率；对于多个化学平衡共存的反应体系，找准考查的平衡，是促进还是抑制平衡；结合温度、浓度、压强、催化剂等影响因素综合分析，逐一遴选。解析与平衡移动有关的问题遵循以下步骤：阐明体系中存在的核心平衡所采取的措施、改变的条件导致平衡如何移动移动、产生什么结果。巩固练习：321（2020年广东卷）难溶性杂卤石（K2SO4MgSO42CaSO42H2O）属于“呆矿”，在水中存在如下平衡： K2SO4MgSO42CaSO42H2O（s） 2Ca2+ + 2K+ + Mg2+ + 4SO42 + 2H2O 为能充分利用钾资源，用饱和Ca(OH) 2溶液浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下： Ca(OH)2溶液 滤渣 母液溶浸过滤硫酸钾过滤蒸发浓缩、冷却结晶除杂杂卤石 过滤 （2）用化学平衡移动原理解释Ca(OH) 2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因： 。（3）“除杂”环节中，先加入 溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入 溶液调滤液PH至中性。（4）不同温度下，K+的浸出浓度与溶浸时间的关系见图14，由图可得，随着温度升高， 。【答案】（2）加入Ca(OH)2溶液，OH与Mg2+结合成Mg(OH)2、Ca2+与SO42结合成CaSO4而析出，使平衡向右移动，杂卤石溶解浸出K+（留在滤液中）。（3）K2CO3 稀H2SO4 （4）在同一时间内，K+的浸出浓度增大。K+的溶浸速率加快，达到溶浸平衡的时间短。322（2020年广州一模）绿矾（FeSO47H2O）的一种综合利用工艺如下：绿矾NH4HCO3FeCO3固体母液焙烧煤粉还原铁粉(NH4)2SO4粗产品除杂转化分离（3）“除杂”步骤为：向母液中通入含臭氧的空气、调节pH、过滤，除去的杂质离子是_。（4）母液“除杂”后，欲得到(NH4)2SO4粗产品，操作步骤依次为真空蒸发浓缩、冷却结晶、_。浓缩时若温度过高，产品中将混有NH4HSO4，运用化学平衡移动原理解释其原因 。【答案】：（3） Fe2（3分）（4） 过滤（2分） NH4+H2O NH3H2OH+，温度过高NH3挥发使平衡向右移动，溶液酸性增强生成NH4HSO4。（3分）323（2020年广东卷）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以-锂辉石（主要成分为Li2OAl2O34SiO2）为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g（1）步骤前，-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_（2）步骤中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质，需在搅拌下加入_(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的PH到6.06.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。【答案】(1)增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率（2）石灰石324（2020年广州二模）碲（Te）为A族元素，是当今高新技术新材料的主要成分之一。工业上可从电解精炼铜的阳极泥中提取碲。（2）TeO2是两性氧化物，微溶于水，可溶于强酸或强碱。从上述阳极泥中提取碲的一种工艺流程如下：“沉碲”时控制溶液的pH为4.5-5.0，生成TeO2沉淀。如果H2SO4过量，溶液酸度过大，将导致碲的沉淀不完全，原因是_；防止局部酸度过大的操作方法是_。【答案】：TeO2是两性氧化物，H2SO4过量会导致TeO2继续与H2SO4反应导致损失。（3分）缓慢加入H2SO4，并不断搅拌 （3分）325（2020年广州一模）32（16分）某科研小组以难溶性钾长石（K2OAl2O36SiO2）为原料，提取Al2O3、K2CO3等物质，工艺流程如下： (2)已知NaAlO2和KAlO2易发生如下水解反应：AlO2+ 2H2O Al(OH)3 + OH“浸取”时应保持溶液呈 性（填“酸”或“碱”。 “浸取”时不断搅