1. Incrementar la temperatura
1. Promover la hidrólisis de ciertos iones, como cationes metálicos de alta valencia y aniones fácilmente hidrolizables.
Ejercicio 1 Actualmente, alrededor del 80% de las nuevas minas de oro en el mundo utilizan el método de oxidación para extraer oro. El flujo del proceso de una fábrica para recuperar metales preciosos como el oro y la plata a partir de escoria de fundición de zinc se muestra en la siguiente figura:
Se sabe que el HCN es altamente tóxico, Ka(HCN)=5×10- 10, Au 2CN-=[Au(CN)2]-constante de equilibrio KB=1×1038.
En el proceso de "cianación", la velocidad de disolución del oro alcanza su máximo a 80°C, pero la temperatura de la solución de reacción durante la producción se controla a 10-20°C porque: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(Responde solo un punto).
El aumento de temperatura favorece la hidrólisis del cianuro y aumenta la tasa de volatilización del HCN. A medida que aumenta la temperatura, la solubilidad del Ca(OH)2 disminuye y algo de base sale de la solución.
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Ejercicio 2 Una planta química "utiliza residuos que contienen NiO (las impurezas son Fe2O3, Fe2O3, NiO, NiO, NiO, NiO, NiO, NiO, NiO, NiO, NiO, NiO, NiO, NiO, NiO). , NiO, NiO, NiO, NiO, NiO, NiO, NiO, NiO El flujo del proceso de preparación de oxihidróxido de níquel (2 nio oh·H2O) a partir de óxido de cobre, etc. se muestra en la siguiente figura:
< p. >Como se muestra en la figura, la relación entre la tasa de lixiviación de níquel y la temperatura durante la lixiviación ácida es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _℃ Si la temperatura se controla a aproximadamente 80 ℃ durante la lixiviación ácida, el residuo del filtro 1. contienen una cierta cantidad de Ni(OH)2, la razón puede ser _ _ _ _ _ _Respuesta 70 A medida que aumenta la temperatura, el grado de hidrólisis del Ni2 aumenta, formándose así una cierta cantidad. cantidad de precipitación de Ni(OH)2.
El análisis muestra que cuando la temperatura es de alrededor de 70°C, la tasa de lixiviación del níquel es mayor, por lo que la temperatura adecuada para la lixiviación ácida es de 70°C; se hidroliza para formar Ni (OH) 2 y la energía de calentamiento promueve la hidrólisis, por lo que habrá una cierta cantidad de Ni (OH) 2 en el residuo del filtro 1 a aproximadamente 80 ° C.
Ejercicio 3. El cloruro cuproso es un producto químico importante que se utiliza a menudo como catalizador para la síntesis orgánica. Se utiliza en pigmentos, anticorrosión y otras industrias. Insoluble en H2SO4, HNO3 y alcohol, ligeramente soluble en agua, soluble en ácido clorhídrico concentrado y amoníaco. Se hidroliza y oxida fácilmente en cloruro de cobre básico verde [Cu2(OH)3Cl] en aire húmedo. El cobre esponjoso (compuesto principalmente de Cu y una pequeña cantidad de CuO) se utiliza como materia prima, y el flujo del proceso de producción de cloruro de cobre utiliza amonio. La tecnología de descomposición oxidativa del nitrato es la siguiente:
Los cristales de CuCl precipitados (1) deben lavarse con agua inmediatamente después del lavado con agua. Lavar con agua y etanol, secar en una secadora al vacío a 70 °C durante 2. horas, enfriar y sellar. La razón para secar al vacío y sellar a 70°C es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _. _ _ _ _ _ _ _ _ (2) Esta figura muestra el efecto de la temperatura de reacción sobre el CuCl bajo la relación óptima de reactivo. Efecto del rendimiento Se puede ver en la figura que cuando la temperatura de la solución se controla a 60 °C. el rendimiento de CuCl puede alcanzar 94. Cuando la temperatura es superior a 65 °C, el rendimiento de CuCl disminuirá, lo que puede deberse a _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _Causado por (1) El secado al vacío puede acelerar la volatilización del etanol y el agua, y el embalaje sellado puede evitar la hidrólisis y oxidación del CuCl en aire húmedo.
(2) Dado que el rendimiento de CuCl es mayor a 60°. C, según los datos, a medida que aumenta la temperatura, se promueve la hidrólisis del CuCl y se acelera la velocidad de oxidación del CuCl.
Los resultados experimentales obtenidos en el Ejemplo 4 al hacer reaccionar la precipitación de 4TiO2 xH2O con peróxido de hidrógeno y agua amoniacal durante 40 minutos se muestran en la siguiente tabla:
Temperatura/°C
30
35
40
45
50
Tasa de conversión TiO _ 2·xh2o
92
95
97
93
88
Análisis de TiO2 xH2O a 40 ℃ La razón por la cual la tasa de conversión es la más alta.
¿La respuesta es TiO2 a 40℃? La tasa de conversión de xH2O es la más alta, porque por debajo de 40 ℃, ¿TiO2? La velocidad de reacción de conversión de xH2O aumenta al aumentar la temperatura. Cuando la temperatura supera los 40°C, el peróxido de hidrógeno se descompone y se escapa gas amoniaco, lo que da como resultado TiO2. Se reduce la velocidad de reacción de conversión de xH2O.
El análisis de TiO2 a 40 ℃ muestra que la tasa de conversión de xH2O es la más alta. ¿Porque por debajo de 40 ℃, TiO2? La velocidad de reacción de conversión de xH2O aumenta al aumentar la temperatura. Cuando la temperatura supera los 40°C, el peróxido de hidrógeno se descompone y se escapa gas amoniaco, lo que da como resultado TiO2. Se reduce la velocidad de reacción de conversión de xH2O.
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2. Promueve que el equilibrio se mueva en la dirección de absorción de calor
Movimiento 1 El disulfuro de molibdeno es un lubricante sólido importante y es conocido como el "Rey de los lubricantes sólidos avanzados". El proceso de producción para preparar disulfuro de molibdeno de alta pureza a partir de molibdenita de baja ley (que contiene impurezas como disulfuro de molibdeno, sílice y sulfuro de cobre) se muestra en la figura:
(4) Se puede ver en Del análisis de la figura, la temperatura y el tiempo óptimos durante la precipitación del trisulfuro de molibdeno son _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _y
(5) La preparación de productos de alta pureza a partir de materias primas de baja calidad es un principio común en la producción industrial. Como se muestra en la figura, la reacción [Ni(s) 4CO(g)
Respuesta (4) ¿40 ℃, 30 minutos? Cuando la temperatura es demasiado baja, MoS42-2H reacciona
Análisis (4) Según la imagen, la tasa de precipitación de Mos3 alcanza el máximo a 40 ℃ y 30 min, y la temperatura y el tiempo óptimos son 40 ℃ y 30 min respectivamente. Cuando la temperatura es demasiado baja, MoS42-2H reacciona
(5)[ion níquel ion cobalto]
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3. Acelerar la velocidad de reacción o velocidad de disolución.
El nuevo estándar curricular de 2020, el vanadio, tiene una amplia gama de usos. En los minerales arcillosos de vanadio, el vanadio existe como compuestos de 3, 4 y 5 valencias, así como aluminosilicatos de potasio y magnesio, así como SiO2 y Fe3O4. El siguiente flujo de proceso se puede utilizar para preparar NH4VO3 a partir de mineral de arcilla y vanadio.
La "oxidación por lixiviación ácida" requiere calentamiento porque _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
Respuesta: Acelerar la reacción de oxidación por lixiviación ácida (promover la oxidación completa)
El análisis de la "oxidación por lixiviación ácida" requiere calentamiento. La razón es: aumentar la temperatura acelerará la velocidad de la reacción de oxidación de lixiviación ácida (promoviendo la oxidación completa), por lo que la respuesta es: acelerar la velocidad de la reacción de oxidación de lixiviación ácida (promoviendo la oxidación completa);
(1 ) Se estudió el proceso de "degradación" Efecto de la temperatura del medio sobre la tasa de eliminación de materia orgánica. Los experimentos se realizaron en la configuración que se muestra en la Figura 1.
① Cuando la temperatura aumenta de 60 ℃ a 95 ℃, la tasa de eliminación de materia orgánica aumenta de 29 a 58.
La posible razón es: la capacidad oxidante del MnO2 aumenta con el aumento de la temperatura;
A medida que aumenta la temperatura, la velocidad de reacción se acelera.
Análisis ① A medida que aumenta la temperatura, la velocidad de reacción se acelera, reacciona más materia orgánica al mismo tiempo y aumenta la velocidad de eliminación.
En el paso de "lixiviación" del Ejercicio 3, hay _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (escriba dos) métodos para acelerar la lixiviación.
La respuesta es triturar los relaves de olivino, aumentar la concentración de ácido clorhídrico de forma adecuada y aumentar la temperatura de reacción de forma adecuada.
En el paso de analizar la "lixiviación", los métodos que pueden acelerar la velocidad de lixiviación incluyen: triturar relaves de olivino, aumentar adecuadamente la concentración de ácido clorhídrico y aumentar adecuadamente la temperatura de reacción.
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4. La gasificación de materias primas con puntos de ebullición relativamente bajos, o la reducción de la solubilidad de los gases en soluciones.
Ejercicio 1 Experimento de desulfuración de gases de combustión simulado en laboratorio, el dispositivo se muestra en la figura:
Se descubrió que la eficiencia de desulfuración de la lechada de piedra caliza se ve afectada por el pH y la temperatura. . Cuando el caudal de gas de combustión de carbón es constante, la relación entre la eficiencia de desulfuración y el valor de pH de la lechada de piedra caliza es como se muestra en la figura. Cuando el pH es 5,6, el efecto de desulfuración es mejor para la lechada de piedra caliza.
La solubilidad de la piedra caliza disminuye y
A partir de la relación entre la eficiencia de desulfuración y el valor de pH de la suspensión de piedra caliza, se puede ver que el efecto de desulfuración es mejor cuando el valor de pH es 5,6, y la solubilidad de la piedra caliza aumenta con el valor del pH.
En el ejercicio 2, el dicarboxilato de potasio se produce a partir de ácido fórmico y carbonato de potasio. El efecto de las condiciones de reacción sobre la tasa de recuperación del producto se mide de la siguiente manera:
Tabla 1 Efecto de la temperatura de reacción sobre la tasa de recuperación del producto
Temperatura de reacción (℃)
20
p>30
40
50
60
70
80
Tasa de recuperación del producto ()
75,6
78,4
80,6
82,6
83.1
p>82.1
73.7
(2) La mejor condición de reacción para la producción real de dicarboxilato de potasio es que se debe controlar la temperatura de reacción. a _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _℃ Como se puede ver en la Tabla 1, si la temperatura de reacción es demasiado alta, el rendimiento de la reacción disminuirá y la razón puede ser _ _ _ _ _ _ _ _.
La respuesta es que el ácido fórmico se evapora cuando la temperatura es demasiado alta.
Como se puede ver en el análisis de la Tabla 1, cuando la temperatura se controla entre 50 °C y 60 °C, el rendimiento de dicarboxilato de potasio es mayor. Si la temperatura es demasiado alta, la tasa de recuperación de la reacción disminuirá. La razón puede ser que el ácido fórmico es volátil y la temperatura es demasiado alta.
Ejercicio 3 Preparar Fe(OH)2 en el laboratorio utilizando solución de FeSO4_4 y solución de NaOH. El dispositivo se muestra en la figura. Responda las siguientes preguntas:
Al preparar una solución de NaOH, generalmente se usa agua destilada para hervir. El propósito es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _. _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
La respuesta es eliminar el oxígeno disuelto del agua.
El sulfato ferroso se oxida y deteriora fácilmente, por lo que al preparar una solución de NaOH, se debe eliminar el oxígeno de la solución calentando la solución.
Ejercicio 4 El tetracloruro de estaño se utiliza como mordiente y catalizador de cloración en síntesis orgánica. La reacción, el diagrama esquemático del dispositivo y los datos relevantes para preparar tetracloruro de estaño en el laboratorio son los siguientes:
(2) El tetracloruro de estaño anhidro es un líquido incoloro, fácil de fluir, con un punto de fusión de -33° C y un punto de ebullición de 114,1 ℃.
El SnCl4 experimental es ligeramente amarillo debido a la disolución del C12. El método de purificación del SnCl4 es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
Respuesta Destilación por calentamiento
Análisis: Dado que el punto de ebullición del SnCl4 es 114,1 °C, si el SnCl4 experimental se vuelve ligeramente amarillo debido a la disolución del C12, el método de purificación del SnCl4 es destilación por calentamiento.
Ejercicio 5 El componente principal de la dolomita es CaCO3 MgCO3, el cual se encuentra ampliamente distribuido en mi país. Los productos de las series de calcio y magnesio producidos a partir de dolomita se utilizan ampliamente. La dolomita se calcina y se funde para obtener hidróxido de calcio y magnesio y luego se carboniza para separar Ca2 y Mg2. La carbonización es una reacción exotérmica y la ecuación química es la siguiente: Ca(OH)2 Mg(OH)2 · 3CO2.
La temperatura de carbonización se mantiene entre 50 y 60 ℃. La temperatura alta no favorece la reacción de carbonización porque _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _. La temperatura baja no favorece la reacción de carbonización porque _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
La respuesta es que la solubilidad del dióxido de carbono es pequeña; el bicarbonato de magnesio se descompone y la velocidad de reacción es pequeña.
La reacción es exotérmica y reversible. Cuando la temperatura es demasiado alta, el equilibrio se mueve en la dirección opuesta a la reacción y la solubilidad del dióxido de carbono disminuye, lo que resulta en un debilitamiento de la separación de los iones de calcio y magnesio. El Mg(HCO3)2 es fácil de descomponer y se descompondrá cuando la temperatura sea demasiado alta. Cuando la temperatura es demasiado baja, la velocidad de reacción es demasiado baja, lo que da como resultado un tiempo de consumo de producto prolongado, lo que no favorece la reacción de carbonización. Entonces la respuesta es: el dióxido de carbono tiene baja solubilidad y el bicarbonato de magnesio se descompone la velocidad de reacción es muy pequeña;
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5. Eliminar impurezas térmicamente inestables, como NH 4 HCO 3, NH4(CO 3) 2, KMnO 4, NH 4 C1, etc.
1 La separación y purificación de sustancias es el foco de la investigación química. Seleccione la operación correspondiente y el dispositivo experimental de acuerdo con los siguientes propósitos experimentales. La siguiente es la operación:
A. b. Cristalización c. ¿Agregar la cantidad adecuada de agua y filtrar? d.¿Calentar (o quemar)? e. ¿Agregar la cantidad adecuada de ácido clorhídrico y evaporar? f.Extracción y separación de líquidos? Separación de líquidos h. Sublimación
El siguiente es el dispositivo experimental:
(1) Eliminar el carbonato de sodio de los cristales de cloruro de sodio: _ _ _ _ _ _ (Complete el número de operación y Número de dibujo del dispositivo experimental, el mismo a continuación).
(2) Eliminar el cloruro de sodio del carbonato de calcio: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
(3) Separe la solución mixta de ácido acético (punto de ebullición 118 °C) y acetato de etilo (punto de ebullición 77,1 °C) (los dos son mutuamente solubles): _ _ _ _ _ _ _ _ .
(4) Extraer bromo del agua con bromo: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
(5) Eliminar el carbonato cálcico del óxido cálcico: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
(6) Método de separación de sal sólida y yodo: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
¿Respuesta? 2?c? 1?Respuesta? 5?f? 4?d? 3?h? 6?
Análisis
(1) El carbonato de sodio reacciona con ácido clorhídrico para generar NaCl y luego agrega una cantidad adecuada de ácido clorhídrico, que se puede separar por evaporación, correspondiente al dispositivo. 2, entonces la respuesta es E; 2; (2) El carbonato de calcio es insoluble en agua y el cristal de cloruro de sodio es soluble en agua. Se puede separar mediante el método de filtración, que corresponde al dispositivo 1. entonces la respuesta es c;
(3) Los dos son mutuamente solubles, pero tienen diferentes puntos de ebullición, por lo que se elige la separación por destilación, que corresponde al dispositivo 5, por lo que la respuesta es A;
(4) El bromo es insoluble en agua pero soluble en solventes orgánicos, por lo que se elige la separación por extracción, Corresponde al dispositivo 4, por lo que la respuesta es f;
(5) Cuando el carbonato de calcio se descompone a alta temperatura para generar óxido de calcio, se selecciona el método de descomposición térmica para eliminar las impurezas. Corresponde al dispositivo 3, por lo que la respuesta es d;
p>
(6. ) El yodo es fácil de sublimar, por lo que se utiliza el método de sublimación para separar la sal sólida y el yodo, lo que corresponde al dispositivo 6, por lo que la respuesta es H;
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Paso 2: Bajar la temperatura
1. Evitar que las sustancias se descompongan (o disuelvan) a altas temperaturas
Práctica 1 El lodo anódico del refinado electrolítico del cobre Contiene principalmente Ag, Au y otros metales preciosos. El siguiente es un diagrama de flujo para recuperar plata y oro del limo de ánodo de cobre refinado:
Cuando se oxida el limo de ánodo de cobre, la razón por la que se utiliza "tostado a baja temperatura" en lugar de "tostado a alta temperatura" es _ _ _ _ _? ______________.
Respuesta: Cuando se tuesta a baja temperatura, Ag y oxígeno se convierten en Ag2O. A alta temperatura, el óxido de plata se descompone para generar Ag y oxígeno. Entonces la respuesta es: durante el tostado a alta temperatura, el Ag2O generado se descompone en Ag y O2 (o 2G2O).
Ejercicio 2018 El flujo del proceso de preparación húmeda de ácido fosfórico a partir del concentrado de fosfato Beijing Juan es el siguiente:
Se sabe que el componente principal del concentrado de fosfato es Ca5(PO4)3(OH), y también contiene Ca5(PO4)3F y carbono orgánico. Solubilidad: ca5(po4)3(oh)<. caso 4·0·5h2o
(1)H2O2 oxida el carbono orgánico del ácido fosfórico crudo en CO2 para su eliminación y se descompondrá al mismo tiempo con la misma relación de alimentación, el mismo tiempo de reacción y. A diferentes temperaturas, la tasa de eliminación de carbono orgánico es como se muestra en la figura. Como se muestra, el motivo del cambio en la tasa de eliminación después de 80 ℃: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
El. La respuesta es, con la misma relación de alimentación, el mismo tiempo de reacción y diferentes temperaturas, la velocidad de eliminación de carbono orgánico es la misma en ) es la siguiente:
"Separación de cobre", si la temperatura de reacción es demasiado. alta, habrá una liberación obvia de gas, la razón es_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
La respuesta es que cuando la temperatura es alta. demasiado alto, el H2O2 se descompone para liberar oxígeno.
Ejercicio 5 Ilmenita El componente principal es FeTiO3 (que contiene una pequeña cantidad de MgO, SiO2 y otras impurezas. Li4Ti5O12 y LiFePO4 son materiales de electrodos para baterías de iones de litio). El proceso se puede preparar de la siguiente manera:
Cuando el TiO2_2 sólido se mezcla con Cuando el óxido de hidrógeno y el amoníaco reaccionan para convertirse en una solución (NH4)2Ti5O15, la relación entre la velocidad de lixiviación del elemento Ti y la temperatura de reacción es como se muestra en la Figura 2. Cuando la temperatura de reacción es demasiado alta, la razón por la cual la tasa de lixiviación del elemento Ti disminuye es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
El. La solución es que la tasa de lixiviación del titanio se reduce debido a la alta temperatura, la descomposición del peróxido de hidrógeno y el escape de gas amoniaco.
El ejercicio 6 utiliza pirolusita (compuesta principalmente de MnO2, que contiene una pequeña cantidad de SiO2, Fe2O3 y otros). impurezas) para preparar carbonato de manganeso de alto rendimiento (MnCO3). El proceso industrial es el siguiente:
(1) En la reacción de lixiviación de manganeso, a menudo se produce el subproducto MnS2O6. La reacción de lixiviación de manganeso se muestra en la figura de la derecha. Para reducir la formación de MnS2O6, la temperatura adecuada para lixiviar manganeso es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _. _ _ _.
(2) Al agregar una solución de bicarbonato de amonio al filtrado obtenido al filtrar ⅱ, la temperatura debe controlarse a 30-35 °C y la temperatura no debe ser excesiva. el máximo es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ razones
La respuesta es (1) 90 ℃.
(2) La sal de amonio se descompone mediante calor y se agrega una solución de bicarbonato de amonio al filtrado obtenido por filtración. La razón por la cual la temperatura se controla a 30-35 °C es para evitar que el NH4HCO3 se descomponga por el calor y mejorar la utilización. tasa de materias primas;
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2. Mover el equilibrio químico hacia la dirección exotérmica.
Ejercicio 1 Preparación de acetato de fenol: mezcla
①Las posibles razones para utilizar cubitos de hielo en lugar de agua son: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
La respuesta es que la reacción es exotérmica, y la baja temperatura del hielo triturado favorece la formación de ésteres.
Análisis ① La baja temperatura del hielo triturado favorece la formación de éster, por lo que la respuesta es: la reacción es exotérmica y la baja temperatura del hielo triturado favorece la formación de éster.
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3. Licuar los productos de alto punto de ebullición y separarlos del resto de sustancias.
Ejercicio 1 El grafito tiene importantes aplicaciones en el campo de los materiales. Parte del grafito virgen contiene impurezas como dióxido de silicio (7,8), óxido de aluminio (5,1), óxido de hierro (3,1) y óxido de magnesio (0,5). El proceso de purificación y aplicación integral de este diseño es el siguiente:
(Nota: el punto de ebullición del SiCl4 es de 57,6 °C y el punto de ebullición de los cloruros metálicos es superior a 150 °C)
Después de añadir Cl2 se debe introducir N2 durante un periodo de tiempo antes de introducirlo en el reactor. Después de una reacción a alta temperatura, las impurezas de óxido del grafito se convierten en los correspondientes cloruros. El propósito de la condensación a 80°C es: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _. ②La ecuación de la reacción química del carbón activado para obtener el gas ⅱ es: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
A altas temperaturas, el elemento silicio se convierte en SiCl4, el elemento hierro se convierte en FeCl3, el elemento magnesio se convierte en MgCl2 y el elemento aluminio se convierte en AlCl3. El punto de ebullición del SiCl4 es 57,6 °C, y los puntos de ebullición del MgCl2, FeCl3 y AlCl3 son todos superiores a 150 °C y se calientan a 1500 °C. MgCl2, FeCl3, AlCl3 y SiCl4 se convierten en gas I y se condensan a 80°C. El SiCl4 sigue siendo un gas, mientras que el MgCl2, el FeCl3 y el AlCl3 son sólidos que son fáciles de separar del SiCl4.
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4. Reducir la solubilidad de los cristales y reducir las pérdidas.
Ejercicio 1 El carbonato de litio se utiliza ampliamente en la industria química, metalurgia y otras industrias. El proceso industrial para preparar carbonato de litio a partir de espodumeno (Li2Al2Si4Ox) se muestra en la siguiente figura:
Se sabe que la solubilidad del carbonato de litio es (g/L).
Temperatura
10
20
30
40
50
p>
60
80
100
Li2CO3
1,54
1,43
1,33
1,25
1,17
1,08
1,01
0,85
0.72
(1) La temperatura de tostado por sulfatación se controla entre 250 y 300 ℃, y la razón principal es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ La cantidad de ácido sulfúrico utilizado en la tostación debe controlarse en aproximadamente 115 de la cantidad teórica. Los efectos secundarios de agregar demasiado ácido sulfúrico son _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
(2) La "precipitación de litio" debe realizarse por encima de 95 ℃, principalmente porque_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Razones
Respuesta (1) La temperatura de la tostación por sulfatación se controla entre 250 ℃ y 300 ℃. La razón principal es que la temperatura es inferior a 250 ℃ y la velocidad de reacción es lenta. ℃ y el ácido sulfúrico se volatiliza más. La cantidad de ácido sulfúrico utilizado en la tostación se controla en aproximadamente el 115% de la cantidad teórica. Los efectos secundarios de agregar demasiado ácido sulfúrico son la posterior eliminación del exceso de ácido sulfúrico, lo que aumenta la capacidad de procesamiento posterior de impurezas y el aumento de la carga de ácidos neutralizantes posteriores.
(2) Cuanto mayor es la temperatura, menor es la solubilidad del carbonato de litio, lo que puede aumentar el rendimiento. El sulfato de sodio no reacciona en la solución, por lo que se debe usar carbonato de sodio en exceso y una pequeña cantidad; cantidad de carbonato de litio se disuelve en la solución. Las aguas madre obtenidas filtrando carbonato de litio contienen principalmente sulfato de sodio y también pueden contener carbonato de sodio y carbonato de litio. Las aguas madre obtenidas filtrando carbonato de litio contienen principalmente sulfato de sodio y también pueden contener carbonato de sodio y carbonato de litio. Por lo tanto, la "precipitación de litio" debe realizarse por encima de 95 °C, principalmente porque cuanto mayor es la temperatura, menor es la solubilidad del carbonato de litio y mayor es el rendimiento del licor madre obtenido al filtrar el carbonato de litio que contiene principalmente sulfato de sodio; y también puede contener carbonato de sodio y carbonato de litio.
Ejercicio 2 El componente principal de los materiales usados de las baterías es el óxido de litio y cobalto (LiCoO2), y además contiene cierta cantidad de compuestos de hierro, aluminio, cobre y otros elementos. El proceso de reciclaje se muestra en la figura, y finalmente se puede obtener Co2O3 y sal de litio.
Se sabe que CoC2O4 · 2H2O es ligeramente soluble en agua A medida que aumenta la temperatura, la solubilidad aumenta gradualmente y puede formar Co(c2o 4)N2(n-1)- con exceso de c2o 4 2. - iones.
(4) Durante el proceso de "precipitación de cobalto", la relación entre la cantidad de (NH4)2C2O4 agregada (Figura A), la temperatura de reacción de precipitación (Figura B) y la tasa de precipitación de cobalto es la siguiente :
(1) A medida que aumenta la proporción de N (C2O42-): N (CO2), la cantidad de precipitación de cobalto primero aumenta gradualmente y luego disminuye_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .
②Cuando el tiempo de reacción de la precipitación es de 10 min y la temperatura es superior a 50 °C, la posible razón por la cual la tasa de precipitación de cobalto disminuye con el aumento de la temperatura es_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Respuesta ① ¿El exceso de C2O42- reacciona con Co2 para formar Co(C2O4)n2(n-1)- y se disuelve? ②¿La solubilidad aumenta con el aumento de la temperatura?
Análisis ① A medida que aumenta la proporción de N (C2O42-): N (Co2), el exceso de C2O42- reacciona con Co2 para formar Co(C2O4)n2(n-1)- y se disuelve, dando como resultado el precipitación de cobalto Primero aumente gradualmente y luego disminuya gradualmente;
②El tiempo de reacción de la precipitación es 65438±00min. Cuando la temperatura es superior a 50 ℃, la solubilidad aumenta con el aumento de la temperatura.
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5. Reducir los costes energéticos y reducir los requisitos de equipos.
Ejercicio 1 El método comúnmente utilizado actualmente para la producción industrial de carbonato de sodio es el "método conjunto de producción de álcali (método de producción de carbonato de sodio de Hou)"
El primer método de producción industrial de sodio carbonato en el mundo es el "método Lublan", su flujo de proceso es el siguiente:
En comparación con el proceso Lublan, una de las ventajas del "proceso conjunto de producción de álcali" es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
¿Alta utilización de materia prima, baja temperatura de reacción y bajo consumo de energía?
Según el análisis del proceso, se puede observar que el método Lublan utiliza cristales de sal para reaccionar con ácido sulfúrico concentrado a 600°C a 700°C para generar sulfato de sodio y cloruro de hidrógeno, para luego utiliza C para reaccionar con piedra caliza a 1000 °C. Reacciona con sulfato de sodio para generar carbonato de sodio. El método de producción conjunta de álcali de Hou consiste en pasar directamente amoníaco y CO2 a una solución saturada de cloruro de sodio para obtener cristales de cloruro de amonio y bicarbonato de sodio, y sodio. El bicarbonato se descompone para producir carbonato de sodio.
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?
3. Control de temperatura (control de temperatura en baño de agua o baño de aceite)
1. Evita que las sustancias se descompongan o volatilicen cuando la temperatura es demasiado alta.
En 2019, el laboratorio de Jiangsu utilizó residuos de residuos industriales (que contienen principalmente CaSO4·2H2O, pero también pequeñas cantidades de SiO2, Al2O3 y Fe2O3) para preparar cristales ligeros de CaCO3 y (NH4)2SO4. El proceso experimental es el siguiente:
(1) La lixiviación de residuos se realiza en el dispositivo como se muestra en la figura. Controlar la temperatura de reacción a 60~70°C y agitar durante 3 horas. Si la temperatura es demasiado alta, la tasa de conversión de CaSO4 disminuirá. ¿Cuál es la razón? ;Mantener constantes la temperatura, el tiempo de reacción, las cantidades de reactivos y el disolvente. ¿Cuáles son las operaciones para mejorar la tasa de conversión de CaSO4 en el experimento? .
La respuesta es que la sal de amonio es inestable y se descompone fácilmente cuando se calienta, por lo que si la temperatura es demasiado alta, el (NH4)2CO3 se descompone, reduciendo así la tasa de conversión de CaSO4. Debido a que la reacción durante el proceso de lixiviación es una reacción sólido-líquido (o transformación por precipitación), manteniendo sin cambios la temperatura, el tiempo de reacción, la dosis de reactivo y solvente, aumentar la tasa de conversión de CaSO4 significa aumentar la velocidad de reacción. Combinado con la influencia de las condiciones externas en la velocidad de la reacción química, la operación para mejorar la tasa de conversión de CaSO4 durante el experimento es acelerar la velocidad de agitación (es decir, aumentar el área de contacto, acelerar la velocidad de reacción y aumentar la velocidad de lixiviación). .
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2. Controlar la disolución y cristalización de sólidos
Ejercicio 12017 Nuevo Curriculum Volumen 3 El dicromato de potasio es una importante materia prima química, generalmente preparada a partir de cromita. El componente principal de la cromita es FeO Cr2O3 y también contiene impurezas como silicio y aluminio. El proceso de preparación se muestra en la figura:
La solubilidad de las sustancias relevantes se muestra en la figura. Añadir a "Filtrado 3"