02 常考题空2　转化过程中反应条件的控制方法 （附答案解析）-备战2023年高考化学大题逐空突破系列（全国通用）

新高考·化学大二轮专题复习 VX：AtZnYang 湖北·武汉·杨老师 常考题空2　转化过程中反应条件的控制方法 【高考必备知识】 1．控制溶液的酸碱性(pH) (1)控制反应的发生，增强物质的氧化性或还原性(增强MnO、NO的氧化性)，调节离子的水解程度 (2)控制溶液的pH值使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀而被除去 ①原理：加入的物质能与溶液中的H+反应，降低了H+的浓度，使溶液pH值增大 ②pH控制的范围：杂质离子完全沉淀时pH值~主要离子开始沉淀时pH (注意端值取) ③需要的物质：含主要阳离子(不引入新杂质即可)的难溶性氧化物或氢氧化物或碳酸盐，即能与H+反应，使pH增大的物质，如MgO、Mg(OH)2、MgCO3等类型的物质 ④实例：除去CuSO4溶液中少量Fe3+，可向溶液中加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、CuCO3，调节pH至3~4，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。Fe3+溶液中存在水解平衡：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加入CuO后，溶液中H+浓度降低，平衡正向移动，Fe(OH)3越聚越多，最终形成沉淀 a．加入CuO的作用：调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3 b．加热的目的：促进Fe3＋水解 (3)抑制某些离子的水解，防止产品混入杂质 像盐酸盐、硝酸盐溶液，通过结晶方法制备晶体或加热脱水结晶水合物制备相对应的无水盐时，由于水解生成的盐酸或硝酸挥发，促使了金属离子水解(水解反应为吸热反应)导致产品不纯 如：由MgCl2·6H2O制无水MgCl2要在HCl气流中加热，否则：MgCl2·6H2OMg(OH)2＋2HCl↑＋4H2O 2．温度控制的类型及其目的 升高温度 ①加快反应速率或溶解速率 ②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 ③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 ④使沸点相对低的物质气化或升华 降低温度 ①防止某物质在温度较高时挥发或分解 ②使化学平衡向放热反应的方向移动，从而提高产物的产率 ③使某个沸点高的产物液化，使其与其他物质分离 ④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 ①催化剂逐渐失活，化学反应速率急剧下降 ②物质分解，如：NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、浓HNO3等 ③物质会挥发，如：浓硝酸、浓盐酸、醋酸、液溴、乙醇等 ④物质氧化，如：Na2SO3等 ⑤物质升华，如：I2 升华 答题策略 ①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 ②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 ③若溶液中制备物质，常使用加热的方法加快反应速率 ④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 ⑤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 3．浓度 (1)根据需要选择适宜浓度，控制一定的反应速率，使平衡移动有利于目标产物的生成，减小对后续操作产生的影响 (2)反应物过量，能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率，但对后续操作也会产生影响 4．压强：改变反应速率，使平衡向需要的方向移动 5．催化剂：选择合适的催化剂，能加快反应速率 6．使用保护气 (1)隔绝空气(主要是O2、H2O) (2)抑制弱离子的水解(如HCl氛围) 【题组训练】 1．污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。 用MnCO3能除去溶液中的Al3＋和Fe3＋，其原理是__________________________________________ 2．硝酸铜晶体[Cu(NO3)2·6H2O]，是一种重要的化工原料，常用于农药、镀铜、搪瓷等工业。以辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备硝酸铜晶体的某工艺如图所示。回答下列问题： 调节溶液pH时选用的物质a可以是___________，几种金属离子沉