晓昀化学 2017高三化学复习学案：化学工艺流程中的条件控制

晓昀化学2017高三化学复习学案：化学工艺流程中的条件控制化学工艺流程中的条件控制在化学工艺流程中，控制条件是至关重要的。以下是两个例子，介绍了如何通过控制温度和其他因素来实现化学反应。1.工业合成氨根据化学反应原理，N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)，△H<0。工业合成氨的温度一般控制在400～500℃，这是因为在这个温度下反应速率最大。此外，这个温度可以使反应达到足够的平衡，同时避免过多的副反应。控制温度的重要性：1.温度过低可能导致反应速率过慢，反应不完全。2.温度过高可能导致过多的副反应，同时对反应器的材料造成损害。2.制备硫酸亚铁铵晶体实验室中，可以使用硫酸铵、硫酸和铁屑制备硫酸亚铁铵晶体(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O。制备过程如下：步骤1：使用热的碳酸钠溶液洗涤废铁屑，以去除表面的杂质。步骤2：向盛有洁净铁屑的烧杯中加入稀H2SO4溶液，水浴加热，反应至基本不再冒出气泡为止。趁热过滤。水浴加热的目的是加快反应速率，趁热过滤的目的是避免产生杂质。步骤3：向滤液中加入一定量(NH4)2SO4固体。步骤4：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤、冰水洗涤、干燥，得到硫酸亚铁铵晶体。冰水洗涤的目的是去除杂质，同时使晶体更加纯净。通过控制制备过程中的各个因素，可以得到高质量的硫酸亚铁铵晶体。此外，在不同温度下，物质的溶解度也有所不同，这也是在化学工艺流程中需要控制的一个因素。3.高氯酸（NH4ClO4）是复合火箭推进剂的重要成分。实验室中可以通过下列反应制取：NaClO4(aq)+NH4Cl(aq)→90℃NH4ClO4(aq)+NaCl(aq)。如果用氨气和浓盐酸代替NH4Cl，上述反应不需要外界供热就能进行。这是因为氨气和盐酸反应会放热，提供了反应所需的能量。3.温度可以通过控制反应体系中的热量交换来进行控制。4.用金属钴板（含少量Fe、Ni）制备氯化钴的工艺流程如下：金属钴与盐酸反应极慢，需要加入催化剂硝酸才能进行实际生产。(1)“除镍”步骤中，加氨水调节pH的目的是将Ni(OH)2沉淀掉。(2)“酸溶”步骤中，加盐酸调节pH的目的是将Co(OH)2溶解。(3)“除铁”步骤中，加双氧水的目的是氧化Fe2+为Fe3+，加纯碱的目的是沉淀Fe(OH)3。(4)“除铁”后，又用盐酸调节pH的作用是将Fe(OH)3溶解。5.已知：pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液。开始沉淀的pH为11，完全沉淀的pH为13。实验中可选用的试剂有：Fe3+、H2O2、1.0mol·L-1HNO3、Fe2+。1.实验步骤中，首先需将含Fe、Fe、Zn的溶液加入0mol·LNaOH中，接着加入Zn2+，然后再加入5.98gNaOH。随后进行过滤，并加入H2SO4，再次过滤、洗涤、干燥，最后进行900℃的煅烧。2.制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺如下图所示。在硫酸浸取液中，主要含有Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。在开始沉淀时的pH值为2.7，沉淀完全时的pH值为11.18。其中，为了提高浸取率，可采取酸浸措施。在氧化步骤中，加入H2O2可将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72-，在碱性条件下，Cr2O72-可转化为CrO42-。加入NaOH调节pH为8的目的是为了促进Cr(OH)3的沉淀。但溶液的pH不能超过8，因为超过8会形成Cr(OH)4-，从而影响Cr3+的沉淀。3.正误判断：-判断1：无明确答案。-判断2：无明确答案。-判断3：氧化酸性溶液中的KI可被KIO3氧化为I2。-判断4：无明确答案。4.镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。熔炼过程中通入氩气的目的是为了防止Mg、Al单质被氧化。5.介质的选择：-最常用的介质是惰性气体和氢气。-不在空气中进行的原因是空气中含有氧气和水蒸气等杂质，会影响实验结果。-其它介质气体可能的好处是可促进反应速率，提高产率。例如，在HCl气流中加热FeCl3晶体可以得到无水FeCl3。文章没有明显的格式错误，但是第一段和第二段之间缺少了一个空行，需要添加一个空行。因为水可能带来的隐患，所以不在水中进行。水可能带来的隐患包括可能会溶解反应物或产物、可能会导致反应速率过慢或过快等问题。所选溶剂可能带来的好处是，用乙醇代替水对产品进行洗涤，是因为乙醇具有良好的溶解性和挥发性，可以有效地去除反应物或产物的杂质，并且不会在产品中残留水分。已知NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2·3H2O，高于38℃时析出NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。从NaClO2溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤为：①减压，55℃蒸发结晶；②过滤；③冷却结晶；④干燥，得到成品。通过蒸发浓缩，降温结晶得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②防止晶体在洗涤过程中过度溶解。Ag2O2会含有少量的Ag2O。可用热重分析法测定Ag2O2的纯度。其步骤如下：取某样品27.12g在N2气氛下加热，测得不同温度下对应的剩余固体的质量与温度的关系曲线（即失重曲线）如图所示。①CD段发生反应的化学方程式：2Ag2O2→2Ag2O+O2↑；②在N2气氛下加热的原因是：防止样品与空气中的氧气反应。以铅片为阳极，镍铬钛不锈钢片为阴极，电解含Ni2+的溶液，在阴极得到镍粉。电解过程中电流效率与pH的关系如图，回答下列问题：①pH较低时，电流效率低的原因可能是：溶液中的H+离子竞争阴极上的镍离子，导致镍离子还原的速率降低；②电解前需将溶液的pH调至合适的范围，你认为这个范围是：3.5～4.0。理由是在这个范围内，Ni(OH)2的溶解度适中，同时H+离子的浓度不会过高，不会对电流效率产生太大的影响。CuCl是一种应用较广的催化剂，易水解。CuCl悬浊液经过过滤、洗涤、干燥，可得到CuCl固体。洗涤步骤先用水洗涤（目的：除去悬浮在溶液中的杂质），再用无水乙醇洗涤（目的：去除水分，防止固体吸潮）。磷酸亚铁是一种重要的无机化合物，在农业、医药等领域有着广泛的应用。本实验旨在以FeSO4·7H2O、Na2HPO4·12H2O和CH3COONa·3H2O为原料，制备出磷酸亚铁[Fe3(PO4)2·8H2O]。在实验中，我们首先需要配制原料溶液。在配制过程中，蒸馏水需要提前煮沸并冷却。这是因为煮沸的蒸馏水可以有效地去除其中的气体和杂质，保证制备出的磷酸亚铁的纯度和质量。接着，我们将FeSO4·7H2O和Na2HPO4·12H2O溶解在蒸馏水中，加入CH3COONa·3H2O后，调节溶液的pH值至8-9。然后，将溶液加热至70