小专题-温度条件的控制

1、工艺流程题专题四一一温度条件的限制姓名： 班级：温度限制是影响化学反响的一项重要条件,对产品质量、生产效率、平安生产及节约能源等方面有着重 要的意义.温度条件的选择,可从物质性质和反响原理两个角度角度： 一：物质的性质1从原料的物理、化学性质出发,考虑物质的挥发性和热稳定性、易水解、氧化复原性等特性.1用到双氧水、氨水、铵盐、硝酸盐等易分解的物质,控温的目的是预防物质分解；2产物或者反响物中含有醛类、酚类等物质,控温的目的是预防其被氧化；3实验室保存或者制备液溴、一溴乙烷等沸点较低物质,需要加冰水或冷冻,目的是预防物质的挥发；4 海水提B2过程中,出溴口的温度限制在809C,目的是要使 B2挥

2、发出来而又减少水蒸气混人 B2中.2. 从物质的溶解度出发,考虑温度对晶体析出的影响以及对溶解在溶液中气体如氧气氯气的影响. 二：化学反响原理1. 从化学动力学角度出发,考虑温度对反响速率或固体溶解速率的影响；如溶液中制备物质,常使用加热的 方法加快反响速率2. 从热力学角度分析,考虑温度对反响平衡转化率的影响；如制取乙酸乙酯的实验中,及时别离乙酸乙酯,有利于乙酸乙酯产率的提升3. 从催化剂的使用出发,考虑温度与催化剂活性的相关性；工业合成氨选择的温度是500C左右,原因之一就是使催化剂的活性到达最高,生产效率最高4. 从反响的复杂性角度分析,考虑副反响的发生；实验室制取乙烯、制硝基苯,限制温

3、度,都是预防发生副 反响可利用钛铁矿主要成分为FeTiO3,1. 2021全国I Li 4Ti 5O12和LiFePO 4都是锂离子电池的电极材料,还含有少量MgO、SQ2等杂质来制备,工艺流程如下：谑渣滤液水解过滤TiO伴双氢7K讥淀 氨水反响LiOHr LhTi3O5 过滤'沉淀LhCOj* Li4Ti3O2 高温隊烧磷酸TiO2 XH2O沉淀与双氧水、氨水反响40 min所得实验结果如下表所示:温度/C3035404550TiO2 XH2O转化率%9295979388分析40 C时TQ2XH2O转化率最高的原因 总结：在设问中如果出现答复选择某温度或某一温区的原因时,应从低于该温

4、度或温区下限和高于该温度或 温区上限两个方面答复.2碳酸锂广泛应用于化工、冶金、陶瓷、医药、制冷、焊接、锂合金等行业.制备流程如下:：碳酸锂的溶解度(g T)见下表.温度/C010203040506080100Li 2CO31.541.431.331.251.171.081.010.850.72(1)硫酸化焙烧工业反响温度限制在250300 C,主要原因是 (2)沉锂需要在95 C以上进行,主要原因是 3铁红(Fe2O3)和钛白粉(TiO2)均为重要的墙面装修颜料.一种利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量Fe2O3)联合生产铁红和钛白粉的工艺流程如下图：N趣COg粉末TiO2-rI2

5、0(1) FeSO4溶液与NH4HCO3溶液的反响温度应限制在 35 C以下,其原因是 5(2) TiO2+转化为TiO(OH) 2需要加热,加热的目的是 .4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H2SONaCkNa('O3混合溶液粗Ag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5石墨在材料领域有重要应用.某初级石墨中含有SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质.为了提纯和综合利用初级石墨,设计工艺流程如下图：(注：SiCl4的沸点是57.6 C,题中金属氯化物的

6、沸点均高于150 C)向反响器中通入Cl2前,需通一段时间的 N2.高温反响后,石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物.80 C冷凝的目的是.6. 目前世界上新建的金矿中约有80%都采用氰化法提金.某工厂利用锌冶炼渣回收金、银等贵金属的流 程如下图:：Au + + 2CN 一=Au(CN)2,平衡常数 K尸 1 X 1038.“氰化环节,是以 NaCN溶液浸取调节pH的矿泥,敞口放置,将Au转化为NaAu(CN) 2.“氰化环节中,金的溶解速率在80 C时到达最大值,但生产中限制反响液的温度在1020 C,原因是(答一点即可).7. 实验室以工业废渣(主要含 CaSO4 2H2O,还含少量Si

7、O2、Al 2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO?和(NH4) 2SO4晶体,其实验流程如下:価叫溶鞭啞濟粉末一取I-过滤 一滤渣*轻V滤腴*NH4)姿4品体废渣浸取在如下图的装置中进行.限制反响温度在6070 C,搅拌,反响3小时.温度过高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是 8. 精炼铜工业中阳极泥的综合利用具有重要意义.一种从铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少量的镍)中别离提取多种金属元素的工艺流程如下：铜阳様泥分希液分铜时,如果反响温度过高,会有明显的放出气表达象,原因是9. 过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂.以下是一种制备过氧化钙的 实验方法.稀盐

8、酸、煮沸、过滤、/占、怎氨水和双氧水CaCO> 滤液冰浴 _过滤 > 白色晶体(1) 步骤的具体操作为逐滴参加稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈性(填“酸、“碱或“中.将溶液煮沸,趁热过滤.将溶液煮沸的作用是(2) 步骤中反响需要在冰浴下进行,原因是.附录1:如何限制温度常见的加热方法有：酒精灯加热,酒精喷灯加热,水浴、油浴、沙浴加热,水蒸气加热, 加热水加热,吹热风加热等.如碳酸钙的受热分解、石蜡油的催化裂化等需采用酒精喷灯加热.常见的降温方法有：冷冻法,冰水浴,减压蒸馏,减压烘干,减压蒸发等.如从青蒿素的四氯化碳溶液 中得到青蒿素需要减压蒸馏,枯燥氢氧化铜需要减压烘干.

9、附录2：控温类试题的思维建模.我们将温度变化对流程和实验的影响分成温度变化对结果有利、温度变化对结果不利两类,针对做题建 立一个思维模式,如下表所示.条件变化思维方向解析温度变化产生有利的结果是否提咼生产效率平衡是否可以正向移动,提升产率看是否为可逆反响,且是否为吸热 反响温度变化产生不利的结果是否发生副反响 注意题目给出的副反响发生的条件； 注意温度升高易被氧化的物质：醛类、酚类、SO32-等； 有机实验中使用浓硫酸时注意是否发生炭化、氧化等副反响是否有物质挥发 注意题给低沸点物质,如液溴等； 注意是否有气体参与反响过程, 气体在溶液中的溶解度一般随温度 的升冋而降低是否有物质分解注意反响中

10、是否有铵盐、硝酸盐、 结晶水合物、碳酸酸式盐、双氧水、 氨水等热稳定性较差的物质参与平衡是否向逆向移动注意温度变化造成的平衡移动是否使反响向有利的方向移动1. 低于40° , TQ2XH2O转化反响速率随温度升高而增加；超过40C,双氧水分解与氨气逸出导致TiO 2 XH2O转化反响速率下降2. 预防浓硫酸蒸发.Li2CO3的溶解度小,得到的 Li2CO3多3. 预防NHHCO受热分解.促进水解高温4. 高温焙烧时,生成的 Ag2O又分解为 Ag和O2(或2Ag2O=4Ag +.2匸)5. 将MgCl2、FeCh、AlCl 3等金属氯化物冷凝为固体,从而与SiC"别离6. 温度过高, (NH4)2CO3 分解7.7. 氧气在溶