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精品高考总复习高考化学:秘诀10 有关“控温原理”和“控温技术”试题的分析与解题技巧 含解析

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精品高考总复习高考化学:秘诀10 有关“控温原理”和“控温技术”试题的分析与解题技巧 含解析_第1页
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高考化学复习备考精品资料化工生产要达到理想效果,控制工艺条件(温度、压强、pH、原料配比、催化剂等)是技术的关键因此,每年高考的无机化工题或综合实验题都会涉及这些内容,也是高考化学卷的热点、难点本文主要谈谈高考试题中的“控温工艺”,有关“控温”的试题分两类:1.为什么要控温(控温原理);2.如何控温(控温技术)一、有关“控温原理”试题的分析与解题技巧1.典例分析【例1】(2015▪上海▪24)白云石的主要成份是CaCO3·MgCO3白云石经煅烧、消化后得到钙镁的氢氧化物,再经过碳化实现Ca2+、Mg2+的分离碳化反应是放热反应,化学方程式如下:Ca(OH)2 + Mg(OH)2 + 3CO2 ⇌ CaCO3 + Mg(HCO3)2 + H2O完成下列填空: 碳化温度保持在50~60℃温度偏高不利于碳化反应,原因是 、 温度偏低也不利于碳化反应,原因是 答案】CO2的溶解度减小;Mg(HCO3)2受热分解;平衡逆向移动等降低了反应速率 【例2】(2015▪江苏▪16节选)以磷石膏(主要成分CaSO4,杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3(3)在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体,随着浸取液温度上升,溶液中c(Ca2+)增大的原因___________。

答案】浸取液温度上升,溶液中c(H+)增大,促进固体中Ca2+浸出例3】(2015▪全国Ⅱ▪36节选)酚和丙酮都是重要的化工原料,工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮,其反应和工艺流程示意图如下:相关化合物的物理常数物质相对分子质量密度(g/cm-3)沸点/℃异丙苯1200.8640 153丙酮580.7898 56.5苯酚941.0722 182回答下列问题(4)反应②为 (填“放热”或“吸热”)反应反应温度控制在50-60℃,温度过高的安全隐患是 答案】(4)放热;可能会导致(过氧化物)爆炸2.控温原理的分析(1)物理性质(熔点、沸点、液化、气化、挥发、溶解、胶体的聚沉等) (2)化学性质(防高温分解、氧化、水解、弱电解质的电离)(3)化学反应原理(速率和平衡问题、防发生副反应、催化剂)如:海水提Br2过程中,出溴口的温度控制在80—90℃,目的就是要使Br2挥发出来而又减少水蒸气混入Br2中制取乙酸乙酯的实验中,缓慢加热的原因:防止乙醇、乙酸的挥发,保持一定的反应速率,及时分离乙酸乙酯,有利于酯产率的提高实验室制取乙烯、制硝基苯,控制温度,都是防止发生副反应氯化钠与碳酸氢氨制取碳酸氢钠,控温30-35℃,防止碳酸氢氨受分解。

工业合成氨或工业SO2氧化为SO3时,选择的温度是500℃左右,原因之一就是使催化剂的活性达到最高3.解题技巧第1步: 信息获取如【例1】的信息:①放热反应, ②“⇌” 第2步: 连接理论与【例1】题干所匹配的理论:①各反应物、生成物的理化性质 ②速率和平衡问题 第3步: 答题模板温度(变化)……, 原理(应用)……, (会导致)结果……如【例1】:温度偏高, CO2的溶解度减少;将不利于碳化反应的充分进行该反应是放热反应;温度偏高,平衡向吸热的逆反应方向移动;将导致Ca2+、Mg2+的分离效果差温度偏高,Mg(HCO3)2会分解,也将导致Ca2+、Mg2+的分离效果差4.巩固提高.(1) (2015▪全国Ⅰ▪36节选)以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下回答下列问题步骤1中得到的氧化产物是 ,溶解温度应控制在60~70℃原因是 2) 以电石渣主要成分是Ca(OH)2,含SiO2、Al2O3以及其它少量杂质]为原料生产氯酸钾联产碳酸钙的流程如下:回答下列问题氯化过程的温度控制在75~80℃,该过程主要反应的化学方程式为: 。

3) 甲醇是一种可再生燃料,它的沸点为64.7oC有科学家提出:把含有过量CO2的空气吹入碳酸钾溶液中,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后得到甲醇,流程如下:在合成塔中发生的是放热反应,高温不利于甲醇的生成,合成塔中维持300℃的较高温度的原因可能是 4) 粗食盐中除含有钙、镁、硫酸根等可溶性杂质外,还含有泥砂等不溶性杂质. 实验室中粗食盐提纯的操作如下: (1)在台称上称取租食盐15克,研细,放入小烧杯中,加40毫升蒸馏水,用电炉加热并搅拌,使其溶解.然后往热溶液中加入3~4毫升25%的BaCl2溶液.小心用电炉保温10分钟,使BaSO4沉淀完全操作时保温的原因是 二、有关“控温技术”试题的分析与解题技巧1.典例分析【例4】(2015▪江苏▪节选)实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛(实验装置见下图,相关物质的沸点见附表)其实验步骤为:步骤1:将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛充分混合后,升温至60℃,缓慢滴加经浓硫酸干燥过的液溴,保温反应一段时间,冷却步骤2:将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中,搅拌、静置、分液。

有机相用10%NaHCO3溶液洗涤步骤3:经洗涤的有机相加入适量无水MgSO4固体,放置一段时间后过滤步骤4:减压蒸馏有机相,收集相应馏分5)步骤4中采用减压蒸馏技术,是为了防止 附表 相关物质的沸点(101kPa)物质沸点/℃物质沸点/℃溴58.81,2-二氯乙烷83.5苯甲醛179间溴苯甲醛229【答案】间溴苯甲醛被氧化解析】间溴苯甲醛的沸点229℃,又含醛基,普通蒸馏(即在229℃下蒸馏)容易被氧化;减压蒸馏可以降低被蒸馏物质的沸点,所以要采用减压蒸馏技术降低蒸馏温度,从而防止间溴苯甲醛因高温而被氧化例5】(2013▪广东▪32节选)银铜合金广泛用于航空工业从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下的:(注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃)(2)固体混合物B的组成为 ;【答案】CuO和Al(OH)3【例6】亚氯酸钠(NaClO2)主要用于棉纺、造纸业的漂白剂,也用于食品消毒、水处理等,亚氯酸钠受热易分解以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”,原因是_________________________________。

答案】常压蒸发温度过高,亚氯酸钠容易分解,导致产率偏低   【解析】首先想“蒸发”是什么意思?蒸发谁?这里指的是去掉一部分水,使溶液达到饱和,即“蒸发浓缩”,也就是说要达到水的沸点100℃,结合题目的提升“亚氯酸钠受热易分解”可知,这里减压和常压主要是考虑温度对亚氯酸钠的影响,因为减压可以降低物质的沸点,防止生成的亚氯酸钠在常压蒸发下因温度高而分解回答这个空的话可以从两个角度:减压蒸发有什么好处或者说常压蒸发可能出现的坏处2.控温技术的分析(1) 升温技术直接升温技术:①酒精(喷)灯加热 ②水浴 煮沸 油浴 砂浴 ③通高温水蒸汽 ④趁热过滤 热水洗 ⑤热风吹干 恒温烘干间接升温技术:①加压升温(2) 降温技术直接降温技术:①冰水浴 ②冰(冷)水洗 ③淬火间接降温技术:①减压蒸馏 ②减压蒸发如: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乙醛与新制Cu(OH)2反应需要煮沸I2与CCl4的分离需要减压蒸馏重结晶法提纯苯甲酸的过程需要趁热过滤硝基苯的制备需要水浴加热3.解题技巧第1步:信息获取,确认要控制温度的范围和应用情境如【例1】的信息:①表格中提示间溴苯甲醛的沸点229℃。

②间溴苯甲醛含醛基第2步:依据“控温原理”分析“控温技术”的科学性、可行性如【例1】:普通蒸馏(即在229℃下蒸馏)容易被氧化;减压蒸馏可以降低被蒸馏物质的沸点,所以要采用减压蒸馏技术降低蒸馏温度,从而防止间溴苯甲醛因高温而被氧化4.巩固提高(1)硼酸(H3BO3)大量应用于玻璃制造行业,以硼镁矿(2MgO▪B2O3▪H2O、 SiO2及少量Fe3O4、CaCO3、Al2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下: 注:H3BO3在200℃、400℃、600℃、1000℃时的溶解度依次为5.0 g、8.7g 、14.8 g、 40. 2 g 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  ①“浸取”后,采用“热过滤”的目的是  ②“母液”可用于回收硫酸镁,已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如下图,且溶液的沸点随压强增大而升高为了从“母液”中充分回收MgSO4·H2O,应采取的措施是将“母液”蒸发浓缩,                      (2)锶(Sr)为第五周期ⅡA族元素。

高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)具有很高的经济价值,61℃时晶体开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水用工业碳酸锶粉末(含少量Ba、Fe的化合物)制备高纯六水氯化锶的过程如下图请回答:① 工业上用50~60℃热风吹干六水氯化锶,选择该温度的原因是 。

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