学生实验教学目标

《无机化工流程》专项突破（一）

——控制反应条件

【复习目标】

1、通过例题剖析、归纳小结，掌握调节溶液pH值的目的及控制体系温度的原因。

2、通过有梯度的无机化工流程题的习题训练，培养分析逻辑思维能力和信息提取能力。

【复习重点】

优化解题思维，学会提取信息，培养较强的心理素质。

【复习难点】

无机化工流程题新情景的适应与新信息的提取，解题应变能力。

【自主梳理】

常用的控制反应条件的方法

1、调节溶液的pH。例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的

pH如下表若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，先加入H2O2，发生

的离子反应方程式为：

；

后加入

或

或

调溶液的pH，所调pH范围是

，

（填能或不能）用氨水调节pH？其原因是

；若不先加入H2O2直接调节PH的后果是

，其原因为

。注意：除去溶液中的Cu2+通常是通入H2S气体，其原理是：

。（用离子方程式表示）。

2、控制温度。反应中温度不高于××℃的原因，适当

，但温度过高会造成浓硝酸

、H2O2、NH4HCO3

、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等，影响产品的生成。

【同步学习】

活动一、调节溶液的pH值

1、典例剖析

【例1】（2015年全国卷I）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：

（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是

。

然后再调节溶液的pH约为5，目的是

。

1

6H2O]是一种蓝色晶体，易溶于水，120℃【例2】六水合高氯酸铜

[Cu(C1O4)2 ·时开始分解。实验室用硫酸铜的粗产品制备少量高氯酸铜晶体的流程如下：

（1）溶液B调节pH=4的目的是________________________________________。

（2）溶液C中加入稀硫酸调至pH=1的目的是______________________________。

2.归纳小结

调节溶液pH值的目的：

活动二、控制体系的温度

1、典例剖析

【例1】（2017全国卷I）（3）TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如表所示：

温度/℃

30 35 40 45 50 TiO2·xH2O转化率% 92 95 97 93 88 xH2O转化率最高的原因

。

分析40 ℃时TiO2·

【例2】（2012福州一模）锶（Sr）为第五周期ⅡA族元素．高纯六水氯化锶晶6H2O）具有很高的经济价值，61℃时晶体开始失去结晶水，100℃时体（SrCl2·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图1（省略）：

（2）工业上用50～60℃热风吹干六水氯化锶，选择该温度的原因

是

。

2.归纳小结

控制体系温度的原因：

2

【反馈练习】

1、绿矾（FeSO4•7H2O）是治疗缺铁性贫血的特效药．下面是以商品级纯度铁屑（含少量锡等杂质）生产绿矾的一种方法：

已知：在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5．

（2）操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是

；

通入硫化氢至饱和的目的是：

。

2、以氯化钾和硫酸亚铁为原料生产硫酸钾和氧化铁红颜料，其主要流程如下：

已知：NH4HCO3溶液呈碱性，30℃以上NH4HCO3大量分解。

（2）写出沉淀池I中反应的化学方程式

，

该反应必须控制的反应条件是

。

【课后巩固】

1、无铁硫酸铝是制造高档纸张和高级织物的重要原材料，制取无铁硫酸铝的工艺流程如下图所示。铝土矿酸溶后得到含铁（Fe2+和Fe3+）的硫酸铝溶液，再经过后续加工，最终得到成品无铁硫酸铝（溶液中各种金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH见表）。

（2）生产中控制pH为3而不大于3的原因是

。

3

2、（2013年全国卷II）（14分）氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)等杂质)的流程如下:

提示：在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化，高锰酸钾的还原产物是MnO2

回答下列问题:（1）反应②中除掉的杂质离子是

，发生反应的离子方程式为

，

加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是

。

3、（2014•上海）在精制饱和食盐水中加入碳酸氢铵可制备小苏打（NaHCO3），并提取氯化铵作为肥料或进一步提纯为工业氯化铵。

（3）提取的NH4Cl中含少量Fe2+、SO42-，将产品溶解，加入H2O2，加热至沸，再加入BaCl2溶液，过滤，蒸发结晶，得到工业氯化铵．加热至沸的目的是

。

4、以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，

原料的综合利用率较高。其主要流程如下：

（2）反应I需控制反应温度低于35℃，其目的是

。

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