2.降温:(1)防止某物质在高温时会溶解(或分解) ;(2)使化学平衡向着题目要求的方向移动(放热方向);(3)使某个沸点较高的产物液化,使其与其他物质分离;(4)降低晶体的溶解度,减少损失。
3.控温(用水浴或油浴控温便于控温且受热均匀):(1)防止某种物质温度过高时会分解或挥发;(2)为了使某物质达到沸点挥发出来;(3)使催化剂的活性达到最好;(4)防止副反应的发生;降温或减压可以减少能源成本,降低对设备的要求,达到绿色化学的要求;(5)若题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息,则要根据它们的溶解度随温度升高而改变的情况,寻找合适的结晶分离方法 ( 蒸发结晶或冷却结晶) 。
xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验【例4】(节选)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(2)步骤②需要加热的目的是_________________,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是_________________。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为__________(填标号)。
【答案】 (2)加快反应速率 水浴加热 C
【解析】 (2)步骤②需要加热的目的是为了加快反应速率;温度保持80~95 ℃,由于保持温度比较恒定且低于水的沸点,故采用的合适加热方式是水浴加热(热水浴);铁屑中含有少量硫化物,硫化物与硫酸反应生成硫化氢气体,可以用氢氧化钠溶液吸收,为了防止倒吸可以加装倒置的漏斗,故选择C装置。 五、浓度、压强的控制
1.增大反应物浓度 、 加压:(1)可加快反应速率 。对气体分子数减少的反应,加压使平衡向生成物方向移动。但压强太大,动力消耗更多,设备要求更高,成本增加,故必须综合考虑;(2)加压一般是提高气体反应物浓度措施 ,在气体和固体、液体反应的体系中并不适宜;(3)生产中常使廉价易得的原料适当过量,以提高另一原料的利用率。
2.减压蒸馏:减小压强,降低液体的沸点,防止(如浓HNO3、NH3.H2O、H2O2、NH4HCO3)等物质分解。
六、除杂、实验操作类
1.盐溶液的分离提纯方法:结晶法
(1)纯物质溶液得到晶体:蒸发结晶(NaCl型);蒸发浓缩(至有晶膜出现为止),冷却结晶(KNO3
型和含有结晶水的晶体)。
(2)混合溶液(分离A和B):蒸发结晶,趁热过滤(得NaCl型),将滤液冷却结晶,过滤(得KNO3
型)。
(3)由FeCl3、AlCl3、CuCl2、MgCl2等溶液获取对应晶体,采取的措施是:在干燥的HCl气氛中加热蒸干。
模板:加热浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥
仪器:蒸发皿、玻璃棒、烧杯
xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验【例5】(节选)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是_________________。分批加入H2O2,同时为了_________________,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有______________,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
【答案】(3) 将Fe2+全部氧化为Fe3+,不引入新的杂质 因为H2O2本身易分解,所以在加入时需分量加入,同时为了防止Fe3+水解 (4) 加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
【解析】(3)步骤③中选用足量的H2O2,H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+,且H2O2的还原产物为H2O,不会引入新的杂质,故理由是:将Fe2+全部氧化为Fe3+,不引入新的杂质。因为H2O2本身易分解,所以在加入时需分量加入,同时为了防止Fe3+水解,溶液要保持pH小于0.5;(4)为了出去可溶性的硫酸铵、铁离子等,需要经过的步骤为:加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)。
2.沉淀洗涤
(1)沉淀洗涤的目的:除去沉淀表面附着或沉淀中包夹的可溶性离子。 ①水洗:洗去晶体表面的杂质离子(适用于溶解度小的物质);
②冰水洗涤:洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗(适用于高温溶解度大、
低温溶解度小的物质)。
(2)洗涤方法:向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出后,重复操作2~3次。
(3)误差分析:若沉淀不洗涤或洗涤不干净,则使沉淀的质量偏高。若沉淀洗涤次数过多,则会使部分..沉淀溶解而使其质量偏低。
(4)沉淀是否洗涤干净的判断方法
答题模板 取最后一次洗涤液少量于试管中,滴加……(试剂),若没有……现象,证明沉淀已洗 净 3.实验操作
答题模板 取少量待测液于试管中,(试剂,用量),若没有……现象,证明没有……;若出现……现象,四、终点现象的描述:滴加…… 证明含有…… 当滴入最后一滴×××标准溶液后,溶液变成×××色,且半分钟内不恢复原来的颜色。 【例6】(节选)锂被誉为“金属味精”,以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β-锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下:
Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表: 温度/℃ Li2CO3的溶解度/g 请回答下列问题:
反应Ⅳ生成Li2CO3沉淀,写出在实验室中得到Li2CO3沉淀的操作名称 ,洗涤所得Li2CO3
沉淀要使用 (选填“热水”或“冷水”),你选择的理由是
_____________________________________________________________________________________。 【对点练习】
4.(节选)镍电池电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电材料对
0 1.539 10 1.406 20 1.329 50 1.181 75 0.866 100 0.728
环境有危害,某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究,设计实验流程如下:
已知:①NiCl2易溶于水,Fe3不能氧化Ni2。
②已知实验温度时的溶解度:NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O ③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的pH如下表所示:
M(OH)n Al(OH)3 Fe(OH)3 Ni(OH)2 Ksp 1.9×103.8×101.6×10-23+
+
开始沉淀时pH 3.4 2.5 7.6 沉淀完全时的pH 4.2 2.9 9.8 -38-14(3) 检验电解滤液时阳极产生的气体的方是: 。 (5) 如何检验Ni(OH)3是否洗涤干净? 。 5.取20.00mL富碘卤水放入___(填仪器名称)中,将0.1 mol·L
-1
的酸性高锰酸钾溶液装入滴定管
中,达到滴定终点的标志是________ ___。
6.“除杂”操作是加入适量过氧化氢,用氨水调节溶液的pH约为8.0,以除去硫酸铵溶液中少量Fe2。检验Fe2是否除尽的实验操作是________ ___。 七、滤液和滤渣的成分判断
◆熟记常见难溶于水微溶于水的物质
①盐酸盐:AgCl 、HgCl、CuCl ; ② 硫酸盐:BaSO4、PbSO4、CaSO4、Ag2SO4。
H2O③碳酸盐、亚硫酸盐:除K、Na、NH4+外均难溶;④氢氧化物:除KOH、NaOH、Ba(OH)2、NH3·外均难溶。
【例7】NiSO4是制备磁性材料和催化剂的重要中间体。用含镍废料(主要成分为NiO,含有少量CuO、FeO和SiO2)制备NiSO4并回收金属资源的流程如图:
+
+
下列说法错误的是( )