内容正文:
讨论1:(2022·全国甲卷27)硫化钠可广泛用于染料、医药行业。工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。回答下列问题:
(2)溶解回流装置如图所示,回流时,烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的1/3.若气雾上升过高,可采取的措施是_______。
降低水浴温度
反应条件控制——温度控制
讨论2:(2022·全国乙卷)二草酸合铜(Ⅱ)酸钾(K2[Cu(C2O4)2])可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤:
Ⅰ.取已知浓度的CuSO4溶液,搅拌下滴加足量NaOH溶液,产生浅蓝色沉淀。加热,沉淀转变成黑色,过滤。
Ⅱ.向草酸(H2C2O4)溶液中加入适量K2CO3固体,制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。
Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80-85℃,加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后,趁热过滤。
Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩,经一系列操作后,干燥,得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体,进行表征和分析。
(6)Ⅲ中应采用________进行加热。
水浴
Ⅱ.转至油浴中,35℃搅拌1小时,缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98℃并保持1小时
(3)步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴,不使用热水浴,原因是__________。
讨论3:(2021·全国乙卷)氧化石墨烯具有稳定的网状结构,在能源、材料等领域有着重要的应用前景。通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示):
反应温度接近水的沸点,油浴更易控温
3
讨论4:(2020·全国乙卷)苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸,
其反应原理简示如下:
(5)干燥苯甲酸晶体时,若温度过高,可能出现的结果是_______________________________________。
苯甲酸升华而损失
若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件,原因是__________________________________________。
讨论6: (2022海南16题节选改编)某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环,其中涉及反应:
同时还会发生不利于氧循环的副反应:
常见反应条件如下表所示:
CO2(g)+4H2(g)==2H2O(g)+CH4 (g)
催化剂
CO2(g)+3H2(g)==H2O(g)+CH3OH(g)
催化剂
相同催化剂,400℃的反应速率更快,相同温度,催化剂Ⅱ副产物浓度低,甲烷与甲醇比例高
讨论5: 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 ,部分工艺流程如下:
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:
分析40 ℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因__________________________________________。
低于40℃,TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高
而增加;超过40℃,双氧水分解与氨气逸出导致
TiO2·xH2O转化率下降
讨论5: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。回答下列问题:
加双氧水和氨水后小火煮沸的作用是________________________________________ 。
使沉淀颗粒长大,有利于过滤
步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈酸性。
将溶液煮沸,趁热过滤。将溶液煮沸的作用是__________________________________。
除去溶液中的CO2
工艺题
催化剂
副反应
平衡移动(K)
反应(溶解)速率
设备成本
原理题
水解
溶解度
(溶解结晶)
物质稳定性
实验题
【归纳】
作答情境
①在原料预处理阶段加快反应速率;
②加快反应速率或促进平衡向某个反应方向移动。
解答策略
控温——升温
作答情境
①防止某物质在高温时会溶解(或分解、挥发、氧化)
②使化学平衡向着题目要求的方向移动。
③适当地选择冰水洗去晶体表面的杂质离子
④根据物质溶解度差异选择正确的结晶方法,如蒸发浓缩、冷却结晶
①冰水浴;
②减压蒸馏(蒸发)
③控制加入反应物的速度
控温——降温
解答策略
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温度过高
(1)可能造成物质的分解、挥发或升华;
(2)平衡逆向移动,反应物转化率(原料利用率),生成物产率下降;
(3)催化剂活性降低;