化工流程及综合实验中条件控制答题模板

化工流程及综合实验中条件控制答题策略

一、pH控制：

经典考题例析

1.实验室用CuSO4—NaCl混合液与Na2SO3溶液反应制取CuCl相关装置及数据如图。

乙图是体系pH随时间变化关系图，写出制备CuCl的离子方程式______________________。丙图是产率

随pH变化关系图，实验过程中往往用Na2SO3—Na2CO3混合溶液代替Na2SO3溶液，其中Na2CO3的作用

是___并维持pH在___左右以保证较高产率。

【答案】. 2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+2H++SO42-与H+作用，调整pH，防止减小降低产率

3.5

2．甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]是一种补铁强化剂。实验室利用FeCO3与甘

氨酸(NH2CH2COOH)制备甘氨酸亚铁，加入柠檬酸促进FeCO3溶解并调节溶液

pH，溶液pH与甘氨酸亚铁产率的关系如图所示。

pH过低或过高均导致产率下降，其原因是_____________________；

【答案】pH过低，H+与NH2CH2COOH反应生成NH3+CH2COOH；pH过高，

Fe2+与OH-反应生成Fe(OH)2沉淀

3.Na2S2O3制备：SO2通入Na2CO3、Na2S的混合溶液，加热、搅拌，至溶液pH约为7时，停止通入SO2

气体，得产品混合溶液。反应混合溶液pH过高或过低将导致产率降低，原因是_______。

【答案】pH过高，Na2CO3、Na2S反应不充分；pH过低，导致Na2S2O3转化为S和SO2

4．[2019新课标Ⅲ]高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化

锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题：

相关金属离子[c0(M n+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+

开始沉淀的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9

沉淀完全的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9

。

（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_______~6之间。

【答案】4.7

5．【2018新课标2卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2

和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：

相关金属离子[c0(M n+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

回答下列问题：

氧化除杂工序中ZnO的作用是____________，

【答案】调节溶液的pH 促进Fe3+水解，使其形成氢氧化物沉淀，便于过滤而除去。

7．【2018新课标1卷】焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：

（1）生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式__________。（2）利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：

①pH=4.1时，Ⅰ中为__________溶液（写化学式）。

②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2调节溶液的pH=4.1的目的是__________。

【答案】2NaHSO3＝Na2S2O5+H2O NaHSO3得到NaHSO3过饱和溶液

答题方法归纳

1、控制pH的目的：回答问题角度主要有以下方面：

①促进某离子水解，使其形成氢氧化物沉淀，便于过滤而除去。

②防止发生副反应；

③抑制某离子水解，防止损耗；

④调节pH中和酸或者碱；

⑤工业废水防止污染等。

2、控制pH的方法：加酸、碱、盐的水解、金属氧化物、通CO2等

如：调pH值使得Cu2+（4.7-6.2）中的Fe3+（2.1-3.2）沉淀，

①pH值范围是：3.2-4.7。

②原因：调节溶液的pH值至3.2-4.7，使Fe3+全部以Fe(OH)3沉淀的形式析出而Cu2+不沉淀，且不会引入新杂质

③可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。

④加CuO原因：加CuO消耗溶液中的H+的，提高溶液pH，促进Fe3+的水解，生成Fe(OH)3沉淀析出。

二、温度控制：

经典考题例析

1.以海绵铜(主要成分是Cu和CuO)为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl。先用NH4NO3、H2O和稀硫酸的混合溶液溶解，再通过氧化还原反应，进行转化和提纯。溶解温度应控制在60℃—70 ℃，原因是________。

【答案】温度低溶解速度慢；温度过高铵盐分解

2.印刷线路的金属粉末用10%的H2O2和

3.0mol/L的H2SO4的混合液处理，当温度高于40℃时铜的溶解速率随温度的升高而下降，其主要原因是

【答案】温度升高双氧水分解速率加快，浓度降低。

3.某小组以COCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体Co(NH3)6]Cl3。Co(NH3)6]Cl3的制备过程中温度不能过高的原因是________。

【答案】温度过高过氧化氢分解、氨气逸出

4.正丁醛(沸点76 ℃ )是一种化工原料。某实验小组利用K2Cr2O7与稀硫酸混合溶液氧化正丁醇(沸点

117 ℃ )制备。反应温度应保持在90℃—95℃，其原因是:

【答案】将正丁醛及时分离出来，促使反应正向进行，并减少正丁醛进一步氧化。

5.酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成，反应有大量热放出，为防止温度过高，应向已有苯酚的反应釜中____加入甲醛，且反应釜应装有____装置。

【答案】应间歇性缓慢加入甲醛，并且有散热(或吸热、冷却)装置

6.Cl2与KOH在较高温度下反应生成KClO3。为制备KClO，在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下，控制反应在0℃〜5℃进行，实验中可采取的措施是________。