专题2 考点5 反应条件的控制及物质的转化与确定-【备考最优解】2026版高考二轮专题复习·化学（教用word）

考点五　反应条件的控制及物质的转化与确定 1．(2025·陕晋宁青卷)一种综合回收电解锰工业废盐(主要成分为Mn2＋、Mg2＋、NH的硫酸盐)的工艺流程如下。 已知：①常温下Ksp(MgCO3)＝10－5.17，Ksp[Mg(OH)2]＝10－11.25，Ksp[Mn(OH)2]＝10－12.72； ②S2O结构式为。 回答下列问题： (1)制备废盐溶液时，为加快废盐溶解，可采取的措施有______________、______________。(写出两种) (2)“沉锰Ⅰ”中，写出形成的Mn(OH)2被氧化成Mn3O4的化学方程式：___________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)“沉锰Ⅱ”中，过量的(NH4)2S2O8经加热水解去除，最终产物是NH4HSO4和__________(填化学式)。 (4)“沉镁Ⅰ”中，当pH为8.0～10.2时，生成碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O]，煅烧得到疏松的轻质MgO。pH过大时，不能得到轻质MgO的原因是____________________________________________________ ____________________________________________________________________。 解析：(1)废盐溶解时，升高温度、充分搅拌均可提高溶解速率，但高温下NH易水解生成NH3逸出，故升高温度要适当。 (2)Mn(OH)2被氧化成Mn3O4，Mn元素化合价由＋2价升高为平均价态＋价，氧气中氧元素化合价由0价降低为－2价，根据得失电子守恒、原子守恒可得化学方程式为6Mn(OH)2＋O2===2Mn3O4＋6H2O。 (3)(NH4)2S2O8加热水解生成H2O2和NH4HSO4，H2O2不稳定，分解生成O2。 (4)根据MgCO3和Mg(OH)2的Ksp可知，Mg(OH)2更难溶，当pH较大时，溶液中c(OH－)较大，主要生成Mg(OH)2，煅烧时没有CO2气体生成，不能得到疏松的轻质MgO。 答案：(1)搅拌　适当升温(答案合理即可) (2)6Mn(OH)2＋O2===2Mn3O4＋6H2O　(3)O2 (4)pH过大，沉淀为Mg(OH)2，不能分解产生CO2，不能得到疏松的轻质MgO 2．(2025·河北卷)铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重铬酸钾，同时回收利用钾资源，可实现绿色化学的目标。流程如下： 已知：铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2。 回答下列问题： (1)浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分：Fe2O3、H2SiO3、__________、__________(填化学式)。 (2)酸化工序中需加压的原因：___________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)滤液Ⅱ的主要成分：________(填化学式)。 (4)滤渣Ⅱ可返回________工序(填工序名称)。 解析：(2)通入过量CO2的目的是提供酸性环境，使K2CrO4转化为K2Cr2O7，加压的目的是增大CO2的溶解度，使更多的CO2溶解在溶液中，从而保证酸化反应充分进行，提高酸化反应速率和K2CrO4的转化率。(4)滤渣Ⅱ的主要成分是Cr(OH)3、Fe(OH)3，可返回煅烧工序，以提高Cr的利用率。 答案：(1)Al(OH)3　MgO　(2)增大CO2的溶解度，保证酸化反应充分进行　(3)KHCO3　(4)煅烧 1．反应条件的控制 条件控制 目的 研磨、雾化 将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物的接触面积，增大反应速率或提高原料利用率 煅烧或灼烧 ①除去硫、碳、有机化合物等热稳定性差的杂质；②高温下原料与空气中的氧气反应 酸浸 ①溶解转变成可溶物进入溶液中，以达到与难溶物分离的目的；②去除氧化物(膜) 碱溶 ①除去金属表面的油污；②溶解铝、氧化铝等 反应物用 量或浓度 ①酸浸时提高酸的浓度可提高某些金属元素的浸取率； ②增大价廉、易得的反应物的浓度，可以提高其他物质的利用率； ③增大物质浓度可以增大反应速率，使平衡发生移动等 控温(常用水浴、冰浴或油浴) 加热：①增大反应速率或溶解速率；②促进平衡向吸热反应方向移动；③除去热稳定性差的杂质，如NaHCO3、NH4Cl 等物质；④煮沸时促进溶液中气体(如氧气)的挥发等 降温：①防止某物质在高温时溶解或分解；②使化学平衡向放热反应方向移动；③使某种沸点较高的产物液化，与其他物质分离等；④降低某些晶体的溶解度，减少损失等 控温：①结晶获得所需物质；②防止某物质(如H2O2、浓硝酸、铵盐等)温度过高时分解或挥发；③使某物质达到沸点挥发出来；④使催化剂的活性达到最高；⑤防止副反应的发生等 加入氧化 剂(或还原剂) ①转化为目标产物的价态；②除去杂质离子[如将Fe2＋氧化成Fe3＋，而后调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3 沉淀除去] 加入沉淀剂 ①生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化铵、硫化亚铁等)；②加入可溶性碳酸盐，生成碳酸盐沉淀；③加入氟化钠，除去Ca2＋、Mg2＋ pH 控制 ①使某些金属离子转化为沉淀，而目标离子不生成沉淀，以达到分离的目的；②创造氧化还原反应所需要的酸性或碱性环境；③提高或降低某金属离子的萃取率 2.物质的转化与确定 物质分析 思考角度 滤渣、滤液的成分 ①反应过程中哪些物质(离子)消失了？ ②所加试剂是否过量或离子间发生化学反应又产生了哪些新离子？要考虑这些离子间是否会发生反应 副产品 ①根据制备目的分析，不是主产品 ②从流程图上看，是支线产品，对生产、生活有用，无毒无害，不污染环境等 循环物质 ①从流程图上看，一般箭头回头对应的物质 ②前面工序反应中的反应物，后面工序反应中的生成物 1．(2025·忻州一模)磷酸铁(FePO4)是制备磷酸铁锂电池的材料之一。以菱铁矿(主要成分为FeCO3，含少量CaCO3、SiO2等杂质)和农药盐渣(主要成分为Na3PO4、Na2SO3等)制备电池级磷酸铁的工艺流程如下。 回答下列问题： (1)将菱铁矿粉碎的目的是______________________________________________； 浸渣的主要成分是________(填化学式)。 (2)“氧化1”时反应的离子方程式为______________________________________ ____________________________________________________________________； 在实际操作中H2O2的用量约为理论量的1.2倍，其原因可能是___________________________________________________________________________________________________________________________________________； “氧化2”的目的是减少____________(填化学式)气体的排放。 (3)“沉铁”中如果体系酸性过强，会导致FePO4产量降低，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 解析：(1)将菱铁矿粉碎，可增大其与稀硫酸的接触面积，从而加快浸出速率；SiO2不溶于硫酸，CaCO3与稀硫酸反应有CaSO4生成，故浸渣的主要成分是SiO2、CaSO4。(2)H2O2氧化Fe2＋的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；H2O2在Fe3＋催化下容易分解，故实际操作中H2O2的用量约为理论量的1.2倍；农药盐渣成分中有Na2SO3，沉铁时溶液呈酸性，SO会与H＋发生反应生成SO2，故“氧化2”的目的是使SO转化为SO，从而减少SO2气体的排放。(3)“沉铁”中如果体系酸性过强，则溶液中H＋浓度较大，磷元素主要以H3PO4、H2PO、HPO形式存在，PO浓度降低，生成FePO4沉淀量减少，导致FePO4产量降低。 答案：(1)增大反应物的接触面积，加快浸出速率　SiO2、CaSO4　(2)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　H2O2在Fe3＋催化下分解　SO2　(3)溶液中H＋浓度较大时，磷元素主要以H3PO4、H2PO、HPO形式存在，PO浓度降低，生成FePO4沉淀量减少 2．(2025·长沙二模)V2O5广泛用于冶金、化工等行业，主要用于冶炼钒铁。以钒矿石为原料制备V2O5的工艺如下： 已知：ⅰ.“焙烧”后，固体中主要含有Fe(VO3)2、Fe(VO3)3、Mn(VO3)2、Ca(VO3)2；“酸浸”后钒以VO形式存在，“中和、还原”后钒以VO2＋形式存在。 ⅱ.P204对四价钒(VO2＋)具有高选择性，且萃取Fe3＋而不萃取Fe2＋。 ⅲ.多钒酸铵微溶于冷水，易溶于热水。 回答下列问题： (1)钒的浸出率与焙烧温度、硫酸加入量的关系如下图所示。指出适宜的工艺条件为__________________。若在得到多钒酸铵后，使用冰水洗涤多钒酸铵的目的是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)流程中可循环使用的物质有__________________________________________。 解析：(1)结合题图分析可知，适宜的工艺条件为温度：820 ℃(800～830 ℃之间均可)，硫酸加入量：6%(6%～6.5%之间均可)，此时钒的浸出率最高；洗涤多钒酸铵时要用冰水洗涤，目的是降低多钒酸铵的溶解度，减少溶解损失。(2)循环使用的物质具有“既消耗，又生成”的特点，根据题图可知，有机溶剂P204在流程中可循环利用；“煅烧”时发生反应：(NH4)2V6O162NH3↑＋3V2O5＋H2O，可知NH3(或氨水)在流程中也可循环使用。 答案：(1)温度：820 ℃(800～830 ℃之间均可)；硫酸加入量：6%(6%～6.5%之间均可)　降低多钒酸铵的溶解度，减少溶解损失　(2)NH3(或氨水)、有机溶剂P204 3．(2025·佛山二模)一种以硼镁矿(含B2O3、MgO、SiO2及少量铁、铝氧化物等)为原料生产高纯硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如图1所示。 已知：①硼酸微溶于冷水，但在热水中溶解度较大；②常温下，硼酸溶液呈弱酸性。 (1)“溶浸”时选择100 ℃微沸条件下进行，原因是____________________________________________________________________。 (2)“吸收”时发生反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)“母液”加热后可返回“________”工序循环利用。 (4)“热过滤”后“调pH”的试剂为__________(填化学式)。溶液pH对硼酸结晶率及纯度的影响如图2所示，根据图2判断合适的pH范围是________。 解析：向硼镁矿粉(含B2O3、MgO、SiO2及少量铁、铝氧化物等)加入硫酸铵溶液，生成气体，根据硼镁矿的成分和硫酸铵的化学式可知，生成的气体为NH3；“吸收”时NH3和少量CO2发生反应：CO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2CO3；根据“过滤”及“沉镁”得到的产物可知，“热过滤”中得到的“滤渣”为难溶性的SiO2、铁的氧化物、Al2O3，调节溶液pH得到粗H3BO3后的滤液中含有MgSO4，“沉镁”过程发生的反应为2Mg2＋＋3CO＋2H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO，加热分解可以得到轻质MgO；母液中含有(NH4)2SO4。(1)硼酸微溶于冷水，但在热水中溶解度较大，“溶浸”时生成了NH3，故选择100 ℃微沸条件下进行的原因是增大反应速率，促进氨逸出，防止H3BO3析出。(2)“吸收”时发生反应的化学方程式为CO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2CO3。(3)“母液”中含有(NH4)2SO4，加热后可返回“溶浸”工序循环利用。(4)根据题图2可判断合适的pH范围是2～3，此时硼酸结晶率及纯度较高。 答案：(1)增大反应速率，促进氨逸出，防止H3BO3析出　(2)CO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2CO3　(3)溶浸　(4)H2SO4　2～3 学科网（北京）股份有限公司 $