《化学工艺流程中的条件控制》)
高三化学总复习微型专题------《化学工艺流程中的条件控制》教学案
情境一： 工业合成氨 已知：N 2(g)+3H 2(g) 2NH 3(g) ，△H<0。工业合成氨温度一般控制在400～500℃，原因是：__________________________________________________________________。
演练1、实验室用硫酸铵、硫酸和铁屑制备硫酸亚铁铵晶体(NH 4)2SO 4·FeSO 4
·6H 2O 的方法如下：
步骤1：依次用热的碳酸钠溶液．．．．．．．
、蒸馏水洗涤废铁屑。(使用热的碳酸钠溶液是为了洗去铁屑表面的___________ ___________。) 步骤2：向盛有洁净铁屑的烧杯中加入稀H 2SO 4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：_____________________________； 趁热过滤的目的是_________________________________________________。)
步骤3：向滤液中加入一定量(NH 4)2SO 4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。(冰水洗涤的演练2、(201144通过下列反应制取：NaClO 4 (aq)+NH 4Cl(aq)℃90NH 4ClO 4 (aq)+NaCl(aq)。若 NH 4Cl 用氨气和浓盐酸代替，上述反应不需要外界供热就能进行，其原因是：___________________________________。
情境二：
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，需加入催化剂硝酸才可能进行实际生产。
(1)“除镍”步骤中，加氨水调pH 的意图是________________________________________。 (2)“酸溶”步骤中，加盐酸调pH 的目的是________________________________________。 (3)“除铁”步骤中，加双氧水的目的是___________________________________________，
加纯碱的目的是_____________________________________________。
(4)“除铁”后，又用盐酸调pH 的作用是__________________________________________。
演练3：(2012江苏高考 19 节选)
已知：pH>11 时Zn(OH)2 能溶于NaOH 溶液。 实验中可选用的试剂： 30%H 2O 2；1. 0 mol·L -1
HNO 3； 1. 0 mol·L -1
NaOH 。
由含Fe 2+、Fe 3+、Zn 2+的溶液制备ZnO 的实验步骤依次为：
①______________________________________________________________________； ②______________________________________________________________________； ③过滤；④______________________________________________________________； ⑤过滤、洗涤、干燥；⑥900℃煅烧。
演练4：制革工业污泥中
Cr(Ⅲ)的处理工艺如下图所示：
其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。
(1) 酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有___________________________________。
(2) 氧化步骤中加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―。试分析加NaOH调节pH为8的目的是______________________。
但溶液的pH不能超过8，理由是_________________________________________。
情境三：(2012江苏高考节选)
1、判断该过程能否实现( )
2、用KIO3氧化酸性溶液中的KI：5I－+IO3－+3H2O =3I2+6OH－，
判断该离子方程式是否正确( )
3、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：______________________________。
三、介质的选择
1、最常用的介质是什么？当然是空气和水
2、为何不在空气中进行？
空气可能带来的隐患：O2氧化、H2O水解
所选介质气体有什么好处：比如在HCl气流中加热FeCl3晶体可以得到无水FeCl3，是因为HCl可以抑制水解并带走水汽。
3、为何不在水中进行？
水可能带来的隐患：溶解、水解
所选溶剂可能带来的好处：比如用乙醇代替水对产品进行洗涤，不但可以减少溶解，还易于晾干。
综合演练：
1、Li2O2是制造热电偶的良好材料，其部分性质见资料卡，可
用一水氢氧化锂和过氧化氢为原料制取。
2LiOH·H2O(s)+2H2O2(l)→2LiOOH·H2O(s)+2H2O(l) △H<0
2LiOH·H2O(s)→Li2O2·H2O2·2H2O(s) △H>0
Li2O2·H2O2·2H2O Li2O2+H2O2+2H2O
以一定物质的量之比，将一水氢氧化锂溶解在65％～67％过
氧化氢溶液中，不断搅拌混合物，用冰冷却反应溶液。适量
加入O℃的乙醇，形成白色晶体，过滤出晶体，用无水乙醇洗涤。产物在l00～120℃，经过6h真空干燥，得到过氧化锂。
(1)用冰水冷却反应溶液的目的是______________________________________。
(2)用无水乙醇代替水洗涤产品的目的是__________________________________。
(3)
H2O2用量增加，分离获得的Li2O2量反而减少，其原因是_______________________。
(4)某合作学习小组的同学在实验室制取Li2O2时，将生成的Li2O2固体分离出来，并迅速移至
装有五氧化二磷的真空干燥器里，较长时间干燥。本实验采用常温真空脱水，其主要优点是_________________________________________________________________。
2、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：____________。
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：______。理由是____________________________。
A．3.0～3.5 B．3.5～4.0
C．4.0～4.5 D．4.5～5.0
情境一
温度过低，反应速率减慢；温度过高，NH3的产率降低；此温度范围有利于提高催化剂的活性。演练1
1.洗去废铁屑表面的油污
2.加快Fe与H2SO4反应的速率, 防止溶液中的FeSO4析出
4.防止(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O晶体溶解损失
演练2:NH3与HCl反应放出热量
情境二
1、使Co、Fe完全沉淀，Ni转变成[Ni(NH3)6]2+与沉淀分离。
2、使沉淀溶解，转变成离子。
3、将Fe2+氧化成Fe3+，调pH>3.7，使Fe3+沉淀完全。
4、抑制钴离子水解。
演练3
①向滤液中加入适量30% H2O2，使其充分反应；
②滴加1.0 mol·L-1NaOH，调节溶液pH到3.2～5.9之间，使Fe3+沉淀完全；③过滤
④向滤液中滴加1. 0 mol·L-1NaOH，调节溶液pH到8. 9～11，使Zn2+沉淀完全。
演练4:(1)加热、搅拌增大固体颗粒的表面积
(2)使Fe3+、Al3+沉淀完全pH>8会导致Al(OH)3溶解，产物纯度降低。
情境三
1.×
2. ×
3.防止Mg、Al 被空气氧化
综合演练
1.(1)有利于第一步反应的进行；减少H2O2的分解；减少产品的溶解。
(2)减少晶体的溶解，而且易于晾干
(3)H2O2的用量增大，同时水的用量也增加，产品因溶解造成的损失增大
(4)减少加热过程中Li2O2的分解，提高产品纯度。
2.①产生大量的H2。
②C, pH低于4时，电流效率太低；pH高于4.5时，用碱量增加，但电流效率提高不大。