内容正文:
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
滤液
EMBED Equation.DSMT4 白色晶体
(1)步