2023届高三化学二轮复习 02 常考题空2 转化过程中反应条件的控制方法

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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＋＋3H2O Fe(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：MgCl2·6H2O=====Mg(OH)2＋2HCl↑＋4H2O

2．温度控制的类型及其目的

升高温度

** Expression is faulty **加快反应速率或溶解速率

** Expression is faulty **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

** Expression is faulty **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

** Expression is faulty **使沸点相对低的物质气化或升华

降低温度

** Expression is faulty **防止某物质在温度较高时挥发或分解

** Expression is faulty **使化学平衡向放热反应的方向移动，从而提高产物的产率

** Expression is faulty **使某个沸点高的产物液化，使其与其他物质分离

** Expression is faulty **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

** Expression is faulty **催化剂逐渐失活，化学反应速率急剧下降

** Expression is faulty **物质分解，如：NaHCO3、NH4HCO3、H2O2、浓 HNO3

等

** Expression is faulty **物质会挥发，如：浓硝酸、浓盐酸、醋酸、液溴、乙

醇等

** Expression is faulty **物质氧化，如：Na2SO3等

** Expression is faulty **物质升华，如：I2 升华

答题策略 ** Expression is faulty **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

** Expression is faulty **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

** Expression is faulty **若溶液中制备物质，常使用加热的方法加快反应速率

** Expression is faulty **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

** Expression is faulty **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___________，几种金属离子沉淀的 pH 范围如图2所示，“调pH”时应将

溶液 pH 调至________～________

3．氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：

已知：①菱锰矿石主要成分是 MnCO3，还含有少量 Fe、Al、Ca、Mg 等元素

②相关金属离子[c(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀时的 pH 如下：

金属离子 Al3＋Fe3＋Fe2＋Ca2＋Mn2＋Mg2＋

开始沉淀的 pH 3.8 1.5 6.5 10.6 8.1 9.6

沉淀完全的 pH 5.2 3.7 9.7 12.6 10.1 11.6

③常温下，CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46×10－10、7.42×10－11

浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入 MnO2将Fe2＋氧化为 Fe3＋，反应的离子方程式为_________________；

然后调节溶液 pH 使Fe3＋、Al3＋沉淀完全，此时溶液的 pH 范围为_________

4．利用废镍电池的金属电极芯(主要成分为 Co、 Ni，还含少量 Fe、Al 等)生产醋酸钴晶体、硫酸镍晶体的工艺

流程如下。

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见下表：

沉淀物 Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Co(OH)3Al(OH)3Ni(OH)2

开始沉淀 pH 2.2 7.4 7.6 0.1 4.0 7.6

完全沉淀 pH 3.2 8.9 9.2 1.1 5.2 9.2

沉淀 A的主要成分是 Fe(OH)3、____________，“浸出液”调节 pH 的范围为________，调节 pH 选用的试剂

可以是________(填字母)

a．铁　 b．氨水　 c．碳酸钠溶液　 d．稀硫酸

5．铈元素在自然界中主要以氟碳铈矿的形式存在，其主要化学成分为 CeFCO3。工业上利用氟碳铈矿提取 CeCl3

的一种工艺流程如下：

加热 CeCl3·6H2O和NH4Cl 的固体混合物可得固体无水 CeCl3，其中 NH4Cl 的作用是_____________________

6．我国某地粉煤灰中主要含有 Al2O3，除此之外还含有 Ga2O3及少量 Fe2O3、CaO、MgO 和SiO2等物质。已知从

粉煤灰中回收铝并提取镓的工艺流程如下所示：

电解过程中，Ga3＋与NaOH 溶液反应生成 GaO，GaO 在阴极放电，则电解方程式：_____________________；

电解过程中需要保持溶液为 pH＝11 以上的原因是______________________________________

7．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下所

示：

“保温除铁”过程中，加入 CuO 的目的是______________________________；“蒸发浓缩、冷却结晶”过程

中，要用 HNO3溶液调节溶液的 pH，其理由是_________________________________________

8．某化学兴趣小组以菱铁矿(主要成分为 FeCO3，含有 SiO2、Al2O3等少量杂质)为原料制备氯化铁晶体

(FeCl3·6H2O)的实验过程如下：

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