文档文本内容
2-3 温度调控
升高温度
** 错误的表达式 **加快反应速率或溶解速率
** 错误的表达式 **促进平衡向吸热方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动，如：促进
水解生成沉淀
** 错误的表达式 **除去受热不稳定的杂质，如：H2O2、氨水、铵盐(NH4Cl)、硝酸盐、
NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4等物质
** 错误的表达式 **使沸点相对低的物质气化或升华
降低温度
** 错误的表达式 **防止某物质在温度较高时挥发或分解
** 错误的表达式 **使化学平衡向放热反应的方向移动，从而提高产物的产率
** 错误的表达式 **使某个沸点高的产物液化，使其与其他物质分离
** 错误的表达式 **降低晶体的溶解度，使其结晶析出
控制温度
在一定范
围( 综合
考虑)
温度过低
反应速率过慢或溶解速率小
温度过高
** 错误的表达式 **催化剂逐渐失活，化学反应速率急剧下降
** 错误的表达式 **物质分解，如：NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、浓HNO3等
** 错误的表达式 **物质会挥发，如：浓硝酸、浓盐酸、醋酸、液溴、乙醇等
** 错误的表达式 **物质氧化，如：Na2SO3等
** 错误的表达式 **物质升华，如：I2
升华
答题策略
** 错误的表达式 **若用到H2O2、氨水、铵盐、硝酸盐等易分解的物质，控温的目的是防
止物质分解
** 错误的表达式 **若题目中出现有机物或有机溶剂，控温的目的是防止其挥发
** 错误的表达式 **若溶液中制备物质，常使用加热的方法加快反应速率
** 错误的表达式 **煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，
如氧气
** 错误的表达式 **温度范围答题策略
a．温度不高于××℃的原因：适当加快反应速率, 但温度过高会造成(如浓硝酸)挥发，(如
H2O2、NH4HCO3)分解，(如Na2SO3)氧化或促进(如AlCl3)水解等，影响产品的生成
b．温度不低于××℃的原因：加快反应速率或者对于吸热反应而言可是平衡正移，增加
产率
一．升高温度
1．促进某些离子的水解，如高价金属阳离子，易水解的阴离子
【例1】目前世界上新建的金矿中约有80%都采用氧化法提金。某工厂利用锌冶炼渣回收金、银等贵金
属的流程如下图所示:
已知HCN 有剧毒，其Ka(HCN)=5×10-10，Au++2CN-=[Au(CN)2]-平衡常数KB=1×1038
“氰化”环节中，金的溶解速率在80℃时达到最大值，但生产中控制反应液的温度在10-20℃，原因
是:___________________________(答一点即可)。
【答案】温度的升高，促进了氰化物的水解，增加了HCN 的挥发速度；温度的升高，Ca(OH)2的溶解度
减小，部分碱从溶液中析出。
【例2】某化工厂“用含NiO 的废料(杂质为Fe2O3、 CaO、 CuO 等)制备羟基氧化镍(2NiOOH·H2O)
的工艺流程如图：
如图是酸浸时镍的浸出率与温度的关系，则酸浸时合适的浸出温度是____________℃，若酸浸时将温度
控制在80℃左右，则滤渣1 中会含有一定量的Ni(OH)2，其原因可能是
_________________________。
【答案】70 随着温度的升高，Ni2+水解程度增大，从而形成一定量的Ni(OH)2沉淀
【解析】由图可知当温度在70°左右时镍的浸出率较高，故酸浸时适宜的温度为70°C；Ni2+能水解，生
成Ni(OH)2，升温能促进水解，所以80℃左右滤渣1 中会含有一定量的Ni(OH)2。
2．促进平衡向吸热方向移动
【例3】二硫化钼是重要的固体润滑剂，被誉为“高级固体润滑油之王”。利用低品相的辉钼矿(含
MoS2、SiO2以及CuFeS2等杂质)制备高纯二硫化钼的一种生产工艺如图：
（4）由图分析可知产生MoS3沉淀的流程中选择的最优温度和时间是___________，利用化学平衡原理
分析低于或高于最优温度时，MoS3的产率均下降的原因
_______________________________________。
（5）利用低品相的原料制备高纯产品是工业生产中的普遍原则。如图所示，反应[Ni(s)+4CO(g)
Ni(CO)4(g)] ΔH<0 在充满CO 的石英管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的粗镍粉末，一
段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净的镍粉，请结合平衡移动原理，判断温度
Tl_________T2(填“＞”、“＜”或“=”)。
【答案】（4）40℃、30min 温度太低，反应MoS4
2-+2H+
MoS3↓+H2S↑产生的H2S 气体不易逸
出，不利于平衡正向移动生成MoS3；温度太高，反应物盐酸挥发，导致溶液中c(H+)下降，上述平
衡逆向移动，也不利于生成MoS3 （5）>
【解析】（4）根据图象可知，40℃、30min MoS3沉淀率达到最大，所以最优温度和时间是40℃、
30min；温度太低，反应MoS4
2-+2H+
MoS3↓+H2S↑产生的H2S 气体不易逸出，不利于平衡正向
移动生成MoS3；温度太高，反应物盐酸挥发，导致溶液中c(H+)下降，上述平衡逆向移动，也不利
于生成MoS3，所以低于或高于最优温度时，MoS3的产率均下降；
（5）[Ni(s)+4CO(g)
Ni(CO)4(g)] ΔH<0，正反应放热，升高温度平衡逆向移动，生成Ni 单质，
在温度为T1的一端得到了纯净的镍粉，所以Tl>T2。
3．加快反应速率或溶解速率
【例4】钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5 价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，
以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
“酸浸氧化”需要加热，其原因是_________________________________________。
【答案】加快酸浸和氧化反应速率（促进氧化完全）
【解析】“酸浸氧化”需要加热，其原因是：升高温度，加快酸浸和氧化反应速率（促进氧化完全），
故答案为：加快酸浸和氧化反应速率（促进氧化完全）；
4．使沸点相对低的原料气化，或者降低在溶液中的气体溶解度
【例5】以甲酸和碳酸钾为原料生产二甲酸钾，实验测得反应条件对产品回收率的影响如下：
表1 反应温度对产品回收率的影响
反应温度（℃）
20
30
40
50
60
70
80
产品回收率（%）
75.6
78.4
80.6
82.6
83.1
82.1
73.7
②实际生产二甲酸钾时应选择的最佳反应条件是反应温度应控制在____________℃~____________℃，
由表1 可知反应温度过高，反应回收率反而会降低，其原因可能是
___________________________________________。
【答案】温度过高，甲酸挥发
【解析】从表1 可看出，温度控制在50℃~60℃二甲酸钾的产率较高，温度过高，反应回收率反而会降
低，其原因可能是：甲酸易挥发，温度太高甲酸挥发了。
【例6】实验室中用FeSO4溶液与NaOH 溶液制备Fe(OH)2，装置如图，请回答下列问题：
配制NaOH 溶液时使用的蒸馏水通常要煮沸，其目的是__________________________________。
【答案】除去水中溶解的氧气
【解析】硫酸亚铁易被氧化而变质，因此配制NaOH 溶液时，应排除溶液中的氧气，可用加热溶液的方
法除去溶解的氧气。
5．除去热不稳定的杂质，如NH4HCO3、NH4(CO3)2、 KMnO4、NH4C1 等物质
【例7】物质的分离与提纯是化学的重点，请根据下列实验目的，分别选择相应的操作和实验装置。下
列为操作：
a．蒸馏 b．结晶法 c．加适量水，过滤 d．加热（或灼烧） e．加适量盐酸，蒸发 f．萃取分液
g．分液 h．升华
下列为实验装置：
（1）除去氯化钠晶体中的碳酸钠：______、______（分别填操作序号及实验装置图编号，下同）。
（2）除去碳酸钙中的氯化钠：_______、______。
（3）分离乙酸（沸点118℃）和乙酸乙酯（沸点77.1℃）的混合液（两者互溶）：______、______。
（4）从溴水中提取溴：_______、_______。
（5）除去氧化钙中的碳酸钙：_______、_______。
（6）分离固体食盐和碘的方法：_______、_______。
【答案】e 2 c 1 a 5 f 4 d 3 h 6
【解析】
（1）碳酸钠与盐酸反应生成NaCl，则加适量盐酸，蒸发可分离，对应于装置2，故答案为e；2；
（2）碳酸钙不溶于水，氯化钠晶体溶于水，则选择过滤法可分离，对应于装置1，故答案为c；1；
（3）二者互溶，但沸点不同，则选择蒸馏法分离，对应于装置5，故答案为a；5；
（4）溴不易溶于水，易溶于有机溶剂，则选择萃取、分液法分离，对应于装置4，故答案为f；4；
（5）碳酸钙高温分解生成氧化钙，则选择加热分解法除杂，对应于装置3，故答案为d；3；
（6）碘容易升华，则选择升华法分离固体食盐和碘，对应于装置6，故答案为h；6。
二．降低温度
1．防止某物质在高温时会分解（或溶解）
【例8】电解精炼铜的阳极泥中主要含Ag、Au 等贵重金属。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的
流程图：
铜阳极泥氧化时，采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是_______ ______________。
【答案】低温焙烧时，Ag 与氧气转化为Ag2O，高温时，氧化银分解又生成Ag 和氧气；故答案为：高
温焙烧时，生成的Ag2O 又分解为Ag 和O2(或2Ag2O
4Ag＋O2↑)。
【例9】磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：
已知：磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH)，还含有Ca5(PO4)3F 和有机碳等。溶解度：
Ca5(PO4)3(OH)<CaSO4·0.5H2O
（1）H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除，同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时
间，不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因：____________________。
【答案】图示是相同投料比、相同反应时间，不同温度下的有机碳脱除率，80℃前温度升高反应速率加
快，相同时间内有机碳脱除率增大；80℃后温度升高，H2O2分解速率大，H2O2浓度显著降低，反
应速率减慢，相同条件下有机碳脱除率减小。
2．使化学平衡向着放热方向移动
【例10】乙酸苯酚酯制备： 将
苯酚溶解在
的氢氧化钠溶液中，加入30g 碎冰块，然后
加入
乙酸酐，搅拌
将反应后混合物倾入分液漏斗中，加入约4mL
将有机相用试
剂X 和水洗涤然后无水
干燥，蒸馏收集
馏分．
①用碎冰块代替水可能的原因是：______________________________________ ．
【答案】该反应是放热反应，碎冰温度低有利于酯的生成
【解析】①碎冰温度低有利于酯的生成，故答案为：该反应是放热反应，碎冰温度低有利于酯的生成。
3．使某个沸点高的产物液化，使其与其他物质分离
【例11】石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和
MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综合应用流程如下：
（注：SiCl4的沸点是57.6ºC，金属氯化物的沸点均高于150ºC）
向反应器中通入Cl2前，需通一段时间的N2。高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应氯化物。
80℃冷凝的目的是：_____________________。②由活性炭得到气体Ⅱ的化学反应方程式为：
_____________________。
【答案】高温下，Si 元素转化成SiCl4，铁元素转化成FeCl3，Mg 元素转化成MgCl2，Al 元素转化成
AlCl3，SiCl4沸点是57.6℃，MgCl2、FeCl3、AlCl3沸点均高于150℃，加热到1500℃，MgCl2、
FeCl3、AlCl3、SiCl4全部转化成气体I，80℃冷凝，SiCl4还是气体，而MgCl2、FeCl3、AlCl3状态是
固体，便于与SiCl4分开。
4．降低晶体的溶解度，减少损失。
【例12】碳酸锂广泛应用于化工、冶金等行业．工业上利用锂辉石（Li2Al2Si4Ox）制备碳酸锂的流程如
图：
已知：碳酸锂的溶解度为（g/L）
温度
0
10
20
30
40
50
60
80
100
Li2CO
3
1. 54
1. 43
1. 33
1. 25
1. 17
1. 08
1. 01
0. 85
0. 72
（1）硫酸化焙烧温度控制在250℃
300℃
﹣
之间，主要原因是__________________________________；
焙烧中硫酸用量控制在理论用量的l15%左右，硫酸加入过多的副作用是
_________________________。
（2）“沉锂”需要在95℃以上进行，主要原因是_______________________，过滤碳酸锂所得母液中
主要含有硫酸钠，还可能含有_____________和______________。
【答案】（1）硫酸化焙烧温度控制在250℃
300℃
﹣
之间，主要原因是温度低于250℃，反应速率较
慢，温度高于300℃，硫酸挥发较多；焙烧中硫酸用量控制在理论用量的l15%左右，硫酸加入过多
的副作用是后续中还需要除去过量的硫酸，增加后续杂质的处理量、增加后续中和酸的负担。
温度越高，碳酸锂溶解度降低，减少碳酸锂溶解，可以增加产率；溶液中硫酸钠不反应，使用碳酸钠要
过量，少量碳酸锂溶解在溶液中，过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠，还可能含有碳酸钠和碳酸
锂。过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠，还可能含有碳酸钠和碳酸锂。所以“沉锂”需要在95℃
以上进行，主要原因是温度越高，碳酸锂溶解度降低，可以增加产率；过滤碳酸锂所得母液中主要含有
硫酸钠，还可能含有碳酸钠和碳酸锂。
5．减少能源成本，降低对设备的要求
【例13】目前常用的工业生产纯碱的方法是“联合制碱法（侯氏制碱法）”
世界上最早工业生产碳酸钠的方法是“路布兰法”，其流程如下：
与“路布兰法”相比，“联合制碱法’的优点之一是_________________________。
【答案】原料利用率高，反应所需温度低，耗能少
【解析】据流程可知：路布兰法是利用食盐晶体和浓硫酸在600°C 到700°C 下反应生成硫酸钠和氯化
氢，再利用C 与石灰石和硫酸钠在1000°C 生成碳酸钠；侯德榜研究出联合制碱法为在饱和的氯化
钠溶液中直接通入氨气和CO2，得到氯化铵和碳酸氢钠晶体，并利用碳酸氢钠的分解制得纯碱，
在270℃时就完全分解，分解产生的二氧化碳还可以循环利用，故联合制碱法反应所需温
度低，耗能少、提高了原料利用率。
三．控制温度（用水浴或油浴控温）
1．防止某种物质温度过高时会分解或挥发
【例14】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：
（1）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 ；保持温度、反应时间、反
应物和溶剂的量不变，实验中提高CaSO4转化率的操作有 。
【答案】由于铵盐具有不稳定性，受热易分解，所以温度过高，（NH4）2CO3分解，从而使CaSO4转化
率下降；由于浸取过程中的反应属于固体与溶液的反应（或发生沉淀的转化），保持温度、反应时
间、反应物和溶剂的量不变，提高CaSO4转化率即提高反应速率，结合外界条件对化学反应速率的
影响，实验过程中提高CaSO4转化率的操作为加快搅拌速率（即增大接触面积，加快反应速率，提
高浸取率）。
2．控制固体的溶解与结晶
【例15】重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含
有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：
有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固
体。冷却到___________（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多。
a．80℃
b．60℃
c．40℃
d．10℃
【答案】d
【解析】首先分析图像特点，Na2Cr2O7溶解度最大，NaCl 溶解度最小且随温度变化很小，K2Cr2O7的溶
解度在高温下大，但低温下较小，即随温度变化最大；然后分析反应特点
2KCl+Na2Cr2O7=K2Cr2O7↓+2NaCl 的反应类型为复分解反应；再结合操作条件“蒸发浓缩，冷却结
晶，过滤”，得出结论加热蒸发过程中，随着水分的蒸发，平衡向右进行；最后根据条件冷却可
知，要保证重铬酸钾溶解度最小，因此温度为10℃。
3．使催化剂的活性达到最好
【例16】以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化
学方程式如下：
①C3H6(g)+NH3(g)+
3
2 O2(g)
C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH=-515 kJ·mol-1
②C3H6(g)+O2(g)
C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=-353 kJ·mol-1
图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为
460℃
。低于460℃时，丙烯腈的产
率 (填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是_____ ___
；
高于460°时，丙烯腈产率降低的可能原因是 (双选，填标号)。
A．催化剂活性降低 B．平衡常数变大
C．副反应增多
D．反应活化能增大
【答案】A、C
【解析】因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低，反应刚开始进行，尚未达到平衡状
态，460℃以前是建立平衡的过程，所以低于460℃时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产
率；高于460℃时，丙烯腈产率降低。催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降
低，A 正确；平衡常数的大小不影响产率，B 错误；根据题意，副产物有丙烯醛，副反应增多导致
产率下降，C 正确；反应活化能的大小不影响平衡，D 错误
4．防止副反应的发生
【例17】以Cl2、NaOH、(NH2)2CO（尿素）和SO2为原料可制备N2H4·H2O（水合肼）和无水Na2SO3，
其主要实验流程如下：
已知：①Cl2+2OH−
ClO−+Cl−+H2O 是放热反应。②N2H4·H2O 沸点约118 ℃，具有强还原性，能与
NaClO 剧烈反应生成N2。
（1）步骤Ⅰ制备NaClO 溶液时，若温度超过40 ℃，Cl2与NaOH 溶液反应生成NaClO3和NaCl，其离子
方程式为____________________________________；实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取的措
施是____________________________________。
【答案】温度超过40℃，Cl2与NaOH 溶液发生歧化反应生成NaClO3、NaCl 和H2O，反应的化学方程式
为3Cl2+6NaOH
5NaCl+NaClO3+3H2O，离子方程式为3Cl2+6OH-
5Cl-+ClO3
-+3H2O。由于Cl2 与
NaOH 溶液的反应为放热反应，为了减少NaClO3 的生成，应控制温度不超过40℃、减慢反应速
率；实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取的措施是：缓慢通入Cl2。
5．蒸馏分离物质
【例18】实验室可用环己醇制备环己酮，使用的氧化剂可以是次氯酸钠、重铬酸钾等。
已知：环己醇沸点：160.8℃，微溶于水；
环己酮沸点：155.6℃，微溶于水；
醋酸沸点117.9℃，和水以任意比例互溶。
用如图对粗产品进行精制，蒸馏收集_____________℃的馏分。
【答案】155.6
【解析】环己酮的沸点：155.6℃，所以收集155.6℃的馏分。
6．趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量
【例19】实验室通常是在NH3和NH4Cl 存在条件下，以活性炭为催化剂，用H2O2氧化CoCl2溶液来制
备三氯化六氨合钴[Co(NH3)6]Cl3，该反应属于大量放热的反应。某小组用如图所示装置制备
[Co(NH3)6]Cl3，实验步骤如下：
Ⅰ．称取研细的CoCl2•6H2O10.0g 和NH4Cl5.0g 于烧杯中溶解，将溶液转入三颈烧瓶，加入25mL
浓氨水和适量活性炭粉末，逐滴加入5mL30%的H2O2溶液。
Ⅱ．用水浴将混合物加热至60℃，恒温20 分钟，然后用冰水浴冷却，充分结晶后过滤。
Ⅲ．将沉淀溶于热的盐酸中，趁热过滤，滤液中加适量浓盐酸并冷却结晶。
Ⅳ．过滤、用乙醇洗涤晶体并在105℃条件下烘干。
（5）步骤Ⅲ中趁热过滤的主要目的是__________________________________________。
【答案】除去活性炭并防止产品析出
【解析】（5）步骤Ⅲ中，若过滤时间长，滤液温度降低多，[Co(NH3)6]Cl3会在过滤过程中结晶析出，
所以需趁热过滤，主要目的是除去活性炭并防止产品析出；为获得更多的产品，可利用同离子效
应，降低产品的溶解度，由此得出滤液中加适量浓盐酸的主要目的是增大氯离子浓度，有利于析出
[Co(NH3)6]Cl3。
7．该温度下反应的结果已经较好，不需要继续变温
【例20】高铁酸钾(K2FeO4)是新型多功能水处理剂。图1 为不同的温度下，不同质量浓度的Fe(NO3)3对
K2FeO4生成率的影响。
工业生产中最佳温度为_____________________。
【答案】26℃
【解析】26℃摄氏度时，温度是最佳的。
1．钌(
)为稀有元素，广泛应用于电子、航空航天、化工等领域。钌的矿产资源很少，故从含钌废料
中回收钌的研究很有意义。某科研小组设计了一种从含钌废料中分离提纯钌的工艺，其流程如下：
“滤渣”的主要成分为
，加入草酸的作用是___________，金属钌与草酸的质量比x 和反应温度T
对钌的回收率的影响如图所示，则回收钌较为适宜的条件是___________。
【答案】 作还原剂 x=1:5，T=70℃
【解析】含钌废料在碱浸是被NaClO 溶液氧化，在加入盐酸调节pH 的同时，草酸具有还原性，再加入
草酸的目的是还原被NaClO 溶液氧化后的产物，即加入草酸的作用是作还原剂；根据金属钌与草
酸的质量比x 和反应温度T 对钌的回收率的影响图可知，回收钌较为适宜的条件是x=1:5，
T=70℃，故答案为：作还原剂；x=1:5，T=70℃。
2．实验测得反应溶液的pH、温度对铁黄产率的影响如图所示。反应温度宜选择___________；pH 大于
4.5 时铁黄产率降低的主要原因可能是___________。
【答案】 40℃ 酸性减弱，Fe(OH)3增多
【解析】从图分析，在40℃时铁黄产率最高，故反应温度宜选择40℃。当pH 大于4.5 时，酸性减弱，
氢氧化铁增多，而铁黄产率就会降低。
3．柠檬酸亚铁(FeC6H6O7，式量：246)是一种易吸收的高效铁制剂，某研究团队用硫铁矿(主要成分为
FeS2、SiO2、Al2O3)为原料，制备柠檬酸亚铁，其流程如图：
“沉铁”时的离子方程式为___________，该反应需控制温度在35℃以下，其可能的原因是
___________。
【答案】 HCO +NH3+Fe2+=FeCO3+NH NH4HCO3不稳定，温度高于35℃发生分解
【解析】硫铁矿(主要成分为FeS2、SiO2、Al2O3)，在空气中焙烧时，FeS2与氧气反应生成Fe2O3和SO2，
酸浸时Fe2O3、Al2O3转化为铁离子、铝离子，SiO2不反应，过滤得到的滤渣1 是SiO2；“还原”
时，Fe3+被FeS2还原生成淡黄色沉淀S 和Fe2+，除铝时调节pH 值，既要保证铝离子全部沉淀，又不
能使Fe2+沉淀；沉铁时主要是向硫酸亚铁溶液中加入碳酸氢铵和氨气，发生反应生成FeCO3，过滤
得到产品FeCO3，最后再加入柠檬酸经过一系列操作得到柠檬酸亚铁晶体，据此分析作答。
【解析】沉铁时主要是向硫酸亚铁溶液中加入碳酸氢铵和氨气，发生反应：HCO
+NH3+Fe2+=FeCO3+NH ，NH4HCO3不稳定，温度高于35℃发生分解，故答案为：HCO
+NH3+Fe2+=FeCO3+NH ；NH4HCO3不稳定，温度高于35℃发生分解；
4．铍的氧化物广泛应用于原子能、航天、电子、陶瓷等领域，是重要的战略物资。利用绿柱石(主要化
学成分为(
，还含有一定量的FeO 和
)生产BeO 的一种工艺流程如下。
无水
可用作聚合反应的催化剂。BeO、
与足量C 在600~800℃制备
的化学方程式为
_______。
【答案】BeO+Cl2+C
CO+BeCl2
【解析】绿柱石煅烧生成氧化物，浓硫酸浸取，SiO2不溶于硫酸，残渣是SiO2，加硫酸铵调节pH=1.5
除去铝离子，加入氨水调节pH=5.1 除去铁离子，再加入氨水到pH=8.0 生成Be(OH)2沉淀，滤液硫
酸铵循环利用。
【解析】BeO、
与足量C 在600~800°C 生成BeCl2同时生成CO，化学方程式为BeO+Cl2+C
CO+BeCl2；
5．超纯
是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工作者开发了超纯纯化、
超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯
方面取得了显著成果，工业上以粗镓
为原料，制备超纯
的工艺流程如下：
已知：①金属
的化学性质和
相似，
的熔点为
；
②
(乙醚)和
(三正辛胺)在上述流程中可作为配体；
③相关物质的沸点：
物质
沸点/
55.7
34.6
42.4
365.8
回答下列问题：
（1）“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在
的原因是_______，阴极的电极反应式为
_______；
【答案】 温度太低，不利于Ga 的熔化，温度太高，Ga 可能与NaoH 反应产生大量氢气，会有爆炸
危险。
+3eˉ+2H2O=Ga+4OH-（或[Ga(OH)4]-+3eˉ=Ga+4OH-）
【解析】以粗镓为原料，制备超纯
，粗Ga 经过电解精炼得到纯Ga，Ga 和Mg 反应生产
Ga2Mg5，Ga2Mg5和CH3I、Et2O 反应生成Ga(CH3)3(Et2O)、MgI2和CH3MgI，然后经过蒸发溶剂、蒸
馏，除去残渣MgI2、CH3MgI，加入NR3进行配体交换、进一步蒸出得到超纯
，Et2O 重复
利用，据此解答。
【解析】电解池温度控制在
，温度太低，不利于Ga 的熔化，温度太高，Ga 可能与NaoH 反应
产生大量氢气，会有爆炸危险；粗Ga 在阳极失去电子，阴极得到Ga，电极反应式为
+3eˉ+2H2O=Ga+4OH-(或[Ga(OH)4]-+3eˉ=Ga+4OH-)。
6．下面是制备硫酸的工业流程：
（1）通入催化剂层后，体系(剩余反应物与生成物)温度升高的原因在于_______；每轮反应后进行热交
换降温的目的是_______。
【答案】 二氧化硫和氧气的反应是放热反应 及时分离出三氧化硫并充分利用能量
【解析】（1）
是放热反应，所以通入催化剂层后，体系(剩余反应物与生成物)温度
升高；每轮反应后进行热交换降温是为了在冷却产物气体的同时预热原料气体，从而提高能量的利
用率，并及时分离出三氧化硫。
7．高纯MnCO3在电子工业中有重要的应用，工业上利用软锰矿(主要成分是MnO2，还含有Fe2O3、
CaCO3、CuO 等杂质)制取碳酸锰的流程如图所示：
已知：还原焙烧主反应为2MnO2+C
2MnO+CO2↑
可能用到的数据如表：
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Mn(OH)2
开始沉淀pH
1.5
6.5
4.2
8.1
沉淀完全pH
3.7
9.7
7.4
10.1
步骤G，温度控制在35℃以下的原因是______。
【答案】减少碳酸氢铵的分解，提高原料利用率
【解析】铵盐不稳定，受热易分解，所以步骤G 中温度需控制在35℃以下，减少碳酸氢铵的分解，提
高原料利用率
8．钯(Pd)是一种不活泼金属，含钯催化剂在工业、科研上用量较大。某废钯催化剂(钯碳)中含有钯(5%
～6%)、碳(93%～94%)、铁(1%～2%)以及其他杂质，故钯碳具有很高的回收价值。如图是利用钯
碳制备氯化钯(PdCl2)和(Pd)的流程：
加入浓氨水，调节pH 至9.0，并控制温度在70～75℃，Pd 元素以[Pd(NH3)4]2+的形式存在于溶液中，若
温度大于75℃，则不利于除铁，原因是_____。
【答案】NH3·H2O 会分解，NH3逸出，导致溶液的pH 降低，除铁的效果不好
【解析】由题给流程可知，钯碳经焚烧除去碳后，加入甲酸将焚烧渣中的氧化钯、氧化铁转化为钯、
铁，过滤得到含有钯和铁的钯渣，向钯渣中加入王水将钯转化为四氯合钯离子、铁转化为铁离子，
向反应得到的溶液中加入浓氨水，控制温度在70～75℃范围内，将四氯合钯离子转化为四氨合钯
离子、铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有四氨合钯离子的滤液和氢氧化铁铁渣，若除铁
时，温度高于75℃，浓氨水会受热分解生成氨气，不利于四氯合钯离子转化为四氨合钯离子，也
会导致溶液的pH 降低，不利于铁离子转化为氢氧化铁沉淀，所以加入浓氨水时，反应温度不能大
于75℃，故答案为：NH3·H2O 会分解，NH3逸出，导致溶液的pH 降低，除铁的效果不好。
9．无色透明的锆石(主要成分为ZrSiO4)酷似钻石，是很好的钻石代用品。锆石又称锆英石，常含有铁、
铝、铜的氧化物杂质。工业上一种以锆英石为原料制备ZrO2的工艺流程如图所示：
已知：i.Zr 在化合物中通常显+4 价，“氯化”过程中除C、O 元素外，其他元素均转化为高价氯化物；
ii.SiCl4极易水解生成硅酸；ZrCl4易溶于水，390℃升华；
iii.Fe(SCN)3难溶于有机溶剂MIBK，Zr(SCN)4在水中的溶解度小于在有机溶剂MIBK 中的溶解度。
“氯化”过程中ZrCl4的产率与温度、压强的关系如图所示：
由图可知，“氯化”过程选择的最佳条件为_____，“氯化”温度超过390℃时，ZrCl4产率降低的原因
为_____。
【答案】 1MPa、390℃ 高于390℃，ZrCl4因升华而逸出
【解析】锆英石粉碎后通入CO 和氯气进行氯化，再加入氢氧化钠溶液进行碱浸，所得滤渣1 加入盐酸
溶解，再加入铜抑制剂除铜，滤液2 加入NH4SCN 进行络合，再加有机溶剂MIBK 进行萃取后除去
废液，萃取液加入硫酸反萃取得到MIBK 和水相，水相加入氨水沉锆，再煅烧得到ZrO2；
【解析】由图可知，压强和温度都会影响ZrCl4的产率，图中“氯化”过程中ZrCl4的产率最高时的条件
为1MPa、390℃。由已知条件ⅱ可知ZrCl4易溶于水，390℃升华，因此若“氯化”温度超过
390℃，ZrCl4因升华而逸出，导致其产率降低。
10．铝氢化钠(NaAlH4)是重要的还原剂。以铝土矿(主要成分Al2O3，含少量SiO2、Fe2O3等杂质)为原料
制备NaAlH4的一种流程如图：
已知：碱浸中SiO2转化成难溶的Na2Al2SixO8
滤渣溶于盐酸的“酸浸率”与温度关系如图所示，试解释温度过高，“酸浸率”降低的原因_____。
【答案】温度过高，盐酸挥发损失，从而使“酸浸率”降低
【解析】铝土矿加入过量氢氧化钠溶液进行碱浸，过滤除去滤渣主要为Fe2O3，滤液加入碳酸氢钠溶液
进行反应，过滤后滤液进行电解，所得固体氢氧化铝灼烧得到氧化铝，电解氧化铝得到氧气和铝，
铝与氯气反应得到氯化铝，再与氢化钠反应得到NaAlH4；
【解析】由于盐酸易挥发，所以温度过高，滤渣溶于盐酸的“酸浸率”会降低。
11．辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程
如图所示：
“回收S”过程中温度控制在50～60℃之间，不宜过高或过低的原因是______。
【答案】温度过高苯易挥发，温度过低硫的溶解速率(或溶解度)小
【解析】辉铜矿加入氯化铁溶液溶解浸取，二氧化硅不反应，过滤得到矿渣用苯回收硫单质，苯的沸点
较低，温度过高，苯易挥发，温度过低，反应速率慢或溶解度小；故答案为温度过高苯易挥发，温
度过低硫的溶解速率(或溶解度)小。
12．氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl 微溶于水，不溶于稀酸，可溶于Cl-浓
度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。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 的工艺流程如图：
溶解步骤的温度应控制在60～70℃，原因是______。
【答案】温度低反应速率慢，温度过高硝酸铵易分解
【解析】海绵铜(主要成分是Cu 和少量CuO)加入NH4NO3、H2O 和H2SO4溶解，酸性环境下硝酸根将铜
单质氧化，所以得到的溶液中Cu 元素的存在形式为Cu2+；之后加入氯化铵和亚硫酸铵溶液将
Cu2+还原成Cu+，得到CuCl 沉淀，过滤后得到的滤液主要含硫酸铵和硫酸，沉淀经酸液洗涤后，再
经系列处理得到CuCl。
【解析】温度低反应速率慢，不利于工业生产，而温度过高硝酸铵受热易分解。
13．钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5 价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以
及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
“酸浸氧化”需要加热，其原因是_____。
【答案】加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全)
【解析】“酸浸氧化”需要加热，其原因是：升高温度，加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全)，故
答案为：加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全)
14．实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)
和绿矾(FeSO4·7H2O)，过程如图：
过程⑥中，将溶液Z 加热到70～80℃，目的是_____。
【答案】促进Fe3+的水解
【解析】由流程可知，烧渣在硫酸溶液中通入足量氧气，反应后过滤得到固体W 和溶液X，③中溶液X
加入铁反应生成硫酸亚铁，④中蒸发浓缩结晶析出得到绿矾，⑤中溶液X 中加入NaOH 调节溶液
pH 得到溶液Z，在70℃−80℃下加热制备聚铁胶体，最后得到聚铁（碱式硫酸铁的聚合物），据此
分析解题。
【解析】过程⑥中，将溶液Z 加热到70−80℃，目的是促进Fe3＋的水解，故答案为促进Fe3＋的水解。
15．氯化磷酸三钠[(Na3PO4·12H2O)4·NaClO]的熔点为62℃，常温下较稳定，受热易分解，具有良好的灭
菌、消毒、漂白作用，可广泛地用于医院、餐馆、食品加工等行业。一种以磷矿石[主要成分为
Ca5(PO4)3F]为原料生产氯化磷酸三钠的工艺流程如图。
（1）“中和1”的反应中会生成Na2HPO4、CO2，该过程中除调节pH 外，还需控制70～80℃的微热状
态，微热的目的是_____、_____。
（2）“干燥”温度不宜过高的原因是______。
【答案】（1） 使反应更加充分 使二氧化碳气体逸出
（2）防止氯化磷酸三钠受热分解
【解析】由题给流程图可知，向磷矿粉中加入一定浓度的硫酸，Ca5(PO4)3F]与硫酸反应生成磷酸、
CaSO4 nH2O 沉淀和氟化氢气体，过滤得到磷酸溶液；向磷酸溶液中加入碳酸钠，碳酸钠和磷酸在
70~ 80°C 的微热状态下反应生成磷酸一氢钠和二氧化碳；向磷酸氢钠溶液中加入氢氧化钠溶液，调
节溶液pH 的范围在12～14，磷酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液反应生成磷酸钠和水，向反应后的溶液
中加入次氯酸钠，低温结晶析出氯化磷酸三钠，过滤洗涤干燥得到氯化磷酸三钠。
【解析】（1）中和1 为碳酸钠和磷酸在70～80℃的微热状态下反应生成磷酸一氢钠和二氧化碳，微热
的目的是使反应更加充分，同时使二氧化碳气体逸出，防止中和2 加入氢氧化钠溶液时，生成碳酸
钠，使得产品中混有杂质。
（2）由题意可知，氯化磷酸三钠常温下较稳定，受热易分解，则为防止氯化磷酸三钠受热分解，干燥
时温度不宜过高。
