2020届小专题-工艺流程——温度条件的控制无答案

课题：工艺流程——温度条件的控制

温度控制是影响化学反应的一项重要条件，对产品质量、生产效率、安全生产及节约能源等方面有着重要的意义。温度条件的选择，可从以下几方面思考：

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、易水解等特性

②从化学动力学角度出发，考虑温度对反应速率或固体溶解速率的影响；

③从热力学角度分析，考虑温度对反应平衡转化率的影响；

③从反应的复杂性角度分析，考虑副反应的发生；

④从催化剂的使用出发，考虑温度与催化剂活性的相关性；

⑤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。

例1 （2017全国Ⅰ）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：

TiO2·xH2O 沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：

温度/℃30 35 40 45 50

TiO2·xH2O转化率% 92 95 97 93 88 分析40 ℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因__________________。

总结：在设问中如果出现回答选择某温度或某一温区的原因时，应从低于该温度或温区下限和高于该温度或温区上限两个方面回答。

例2 （2019江苏）实验室以工业废渣（主要含CaSO4·2H2O，还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3）为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体，其实验流程如下：

废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70 ℃，搅拌，反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降，其原因是

例3 （2019洛阳模考）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)中分离提取多种金属元素的工艺流程如下：

“分铜”时，如果反应温度过高，会有明显的放出气体现象，原因是____________________________。 例4 （2016全国Ⅲ）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。

CaCO −−−−−−→稀盐酸、煮沸、过滤②滤液−−−−−→氨水和双氧水

冰浴③

−−−→过滤

白色晶体 （1）步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，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③中反应需要在冰浴下进行，原因是_________。

例5 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：

已知：碳酸锂的溶解度(g·L －

1)见下表。

温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 80 100 Li 2CO 3

1.54

1.43

1.33

1.25

1.17

1.08

1.01

0.85

0.72

（1）硫酸化焙烧工业反应温度控制在250～300 ℃，主要原因是___________；

（2）“沉锂”需要在95 ℃以上进行，主要原因是_______________________________________。

例6 铁红(Fe 2O 3)和钛白粉(TiO 2)均为重要的墙面装修颜料。一种利用钛铁矿(主要成分为FeTiO 3，还含有少量Fe 2O 3)联合生产铁红和钛白粉的工艺流程如图所示：

（1）FeSO 4溶液与NH 4HCO 3溶液的反应温度应控制在35 ℃以下，其原因是_________ ___， （2）TiO 2＋

转化为TiO(OH)2需要加热，加热的目的是________________。