資源簡介

(共37張PPT)
溫度控制的考查與應對
一、錯誤呈現
題號 題型 知識點 失分人數 班級得分率 年級得分率
26（3） 填空題 陶瓷、玻璃的成分以及其與HF溶液的反應（2分）； 溫度控制的原因（2分） 30 66.11% 74.86%
二、回歸教材
加熱方式有哪些？
直接加熱
金屬網罩：
使火焰集中，提升溫度。
二、回歸教材
直接加熱
火焰溫度 500℃
酒精噴燈 火焰溫度 1000℃
二、回歸教材
間接加熱
（優點：受熱均勻、便于控溫）
水浴 油浴 沙浴
傳熱介質 水 豆油、硅油 沙石
溫度范圍 100℃以下 100~260℃ 350℃以上
缺點 溫度范圍較低 易燃 安全隱患 傳熱性較差
三、題型分類
常考題空1：加熱方式的選擇？
【2019年Ⅱ卷】咖啡因是一種生物堿（易溶于水及乙醇，熔點234.5℃，100℃以上開始升華），有興奮大腦神經和利尿等作用。茶葉中含咖啡因約1%~5%、單寧酸（Ka約為10 4，易溶于水及乙醇）約3%~10%，還含有色素、纖維素等。實驗室從茶葉中提取咖啡因的流程如下圖所示。
索氏提取裝置如圖所示。實驗時燒瓶中溶劑受熱蒸發，蒸汽沿蒸汽導管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入濾紙套筒1中，與茶葉末接觸，進行萃取。萃取液液面達到虹吸管3頂端時，經虹吸管3返回燒瓶，從而實現對茶葉末的連續萃取。
（1）實驗時需將茶葉研細，放入濾紙套筒1中，研細的目的是______________，圓底燒瓶中加入95%乙醇為溶劑，加熱前還要加幾粒______________。
（2）提取過程不可選用明火直接加熱，原因是 ，與常規的萃取相比，采用索氏提取器的優點是 。
乙醇易揮發，易燃
使用溶劑少，可連續萃取（萃取效率高）
【2022年甲卷】二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀(K2[Cu(C2O4)2])可用于無機合成、功能材料制備。實驗室制備二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀可采用如下步驟：
Ⅰ.取已知濃度的CuSO4溶液，攪拌下滴加足量NaOH溶液，產生淺藍色沉淀。加熱，沉淀轉變成黑色，過濾。
Ⅱ.向草酸(H2C2O4)溶液中加入適量K2CO3固體，制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。
Ⅲ.將Ⅱ的混合溶液加熱至80-85℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁熱過濾。
Ⅳ.將Ⅲ的濾液用蒸汽浴加熱濃縮，經一系列操作后，干燥，得到二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀晶體，進行表征和分析。
(6)Ⅲ中應采用________進行加熱。
水浴
【浙江2023年6月】某研究小組用鋁土礦為原料制備絮凝劑聚合氯化鋁([Al2(OH)aClb]m,a=1~5)按如下流程開展實驗。
已知：①鋁土礦主要成分為Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2。用NaOH溶液溶解鋁土礦過程中SiO2轉變為難溶性鋁硅酸鹽。
②[Al2(OH)aClb]m的絮凝效果可用鹽基度衡量，鹽基度 ,當鹽基度為0.60~0.85時，絮凝效果較好。
（3）步驟V采用如圖所示的蒸汽浴加熱，儀器A的名稱是___________；步驟V不宜用酒精燈直接加熱的原因是 。
酒精燈直接加熱受熱不均勻，會導致產品鹽基度不均勻
蒸發皿
（3）步驟Ⅱ中的加熱方式采用油浴，不使用熱水浴，原因是 。
【2021年乙卷】氧化石墨烯具有穩定的網狀結構，在能源、材料等領域有著重要的應用前景。通過氧化剝離石墨制備氧化石墨烯的一種方法如下（裝置如圖所示）：
反應溫度接近水的沸點，油浴更易控溫。
Ⅰ.將濃H2SO4、NaNO3、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中，劇烈攪拌下，分批緩慢加入KMnO4粉末，塞好瓶口。
Ⅱ.轉至油浴中，35℃攪拌1小時，緩慢滴加一定量的蒸餾水。升溫至98℃并保持1小時。
Ⅲ.轉移至大燒杯中，靜置冷卻至室溫。加入大量蒸餾水，而后滴加H2O2至懸濁液由紫色變為土黃色。
Ⅳ.離心分離，稀鹽酸洗滌沉淀。
Ⅴ.蒸餾水洗滌沉淀。
Ⅵ.冷凍干燥，得到土黃色的氧化石墨烯。
三、題型分類
常考題空1：加熱方式的選擇？
1、實驗試劑含有易燃易爆物質，應盡可能避免明火加熱。
2、明確的溫度范圍，便于控溫。
3、產物組成限定，需要均勻加熱。
水浴 油浴 沙浴 蒸汽浴
傳熱介質 水 豆油、硅油 沙石 水蒸汽
溫度范圍 100℃以下 100~260℃ 350℃以上 100℃
缺點 溫度范圍較低 易燃 安全隱患 傳熱性較差
三、題型分類
常考題空2：溫度控制的可能原因？
(2)將CuO加入到適量的稀硫酸中，加熱，其主要反應的化學方程式為_______，與直接用廢銅和濃硫酸反應相比，該方法的優點是_______。
(3)待CuO完全反應后停止加熱，邊攪拌邊加入適量H2O2，冷卻后用NH3·H2O調pH為3.5～4，再煮沸10 min，冷卻后過濾。濾液經如下實驗操作：加熱蒸發、冷卻結晶、_______、乙醇洗滌、_______，得到膽礬。
其中，控制溶液pH為3.5～4的目的是 ，
煮沸10 min的作用是 。
【2021年甲卷】膽礬(CuSO4·5H2O)易溶于水，難溶于乙醇。某小組用工業廢銅焙燒得到的CuO(雜質為氧化鐵及泥沙)為原料與稀硫酸反應制備膽礬，并測定其結晶水的含量。
破壞氫氧化鐵膠體，易于過濾
(5)干燥苯甲酸晶體時，若溫度過高，可能出現的結果是 。
【2020年Ⅱ卷】苯甲酸可用作食品防腐劑。實驗室可通過甲苯氧化制苯甲酸，其反應原理簡示如下：
名稱 熔點/℃ 沸點/℃ 密度/(g·mL 1) 溶解性
甲苯 95 110.6 0.867 不溶于水，易溶于乙醇
苯甲酸 122.4(100℃左右開始升華) 248 —— 微溶于冷水，易溶于乙醇、熱水
實驗步驟：
(1)在裝有溫度計、冷凝管和攪拌器的三頸燒瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g(約0.03 mol)高錳酸鉀，慢慢開啟攪拌器，并加熱回流至回流液不再出現油珠。
(2)停止加熱，繼續攪拌，冷卻片刻后，從冷凝管上口慢慢加入適量飽和亞硫酸氫鈉溶液，并將反應混合物趁熱過濾，用少量熱水洗滌濾渣。合并濾液和洗滌液，于冰水浴中冷卻，然后用濃鹽酸酸化至苯甲酸析出完全。將析出的苯甲酸過濾，用少量冷水洗滌，放在沸水浴上干燥。稱量，粗產品為1.0 g。
苯甲酸升華而損失
“酸化反應”所得產物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是________。
【2018年Ⅲ卷】（2）利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示：
加熱
【2020年Ⅰ卷】釩具有廣泛用途。黏土釩礦中，釩以+3、+4、+5價的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。
(1)“酸浸氧化”需要加熱，其原因是 。
加快酸浸和氧化反應速率
①加快速率：
化學反應速率：在原料預處理階段加快酸浸或堿浸反應速率；
物理過程速率：加快溶解速率、蒸餾速率。
②減小氣體的溶解度，將氣體從溶液中逐出。
③使膠體轉化為沉淀，易于分離。
④使平衡移動，如水解、電離等平衡正向移動。
……
溫度控制-升溫的可能原因
【2023年甲卷】鈷配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于熱水，在冷水中微溶，可通過如下反應制備：
具體步驟如下：
Ⅰ．稱取2.0 gNH4Cl，用5 mL水溶解。
Ⅱ．分批加入3.0 g CoCl2·6H2O后，將溶液溫度降至10 ℃以下，加入1 g活性炭、7 mL濃氨水，攪拌下逐滴加入10 mL6%的雙氧水。
Ⅲ．加熱至55－60℃反應20 min。冷卻，過濾。
Ⅳ．將濾得的固體轉入含有少量鹽酸的25 mL沸水中，趁熱過濾。
Ⅴ．濾液轉入燒杯，加入4 mL濃鹽酸，冷卻、過濾、干燥，得到橙黃色晶體。
（2）步驟Ⅱ中，將溫度降至10℃以下以避免 、 ；可選用_______降低溶液溫度。
濃氨水分解和揮發 雙氧水分解
冰水浴
【2022年甲卷】硫化鈉可廣泛用于染料、醫藥行業。工業生產的硫化鈉粗品中常含有一定量的煤灰及重金屬硫化物等雜質。硫化鈉易溶于熱乙醇，重金屬硫化物難溶于乙醇。實驗室中常用95%乙醇重結晶純化硫化鈉粗品。回答下列問題：
(2)溶解回流裝置如圖所示，回流時，燒瓶內氣霧上升高度不宜超過冷凝管高度的1/3.若氣霧上升過高，可采取的措施是 。
降低水浴溫度
①防止某物質在高溫時會溶解（或分解、揮發、氧化）。
②防止反應放熱過快，過多。
③平衡移動
④適當地選擇冰水洗去晶體表面的雜質離子
⑤根據物質溶解度差異選擇正確的結晶方法，如蒸發濃縮、冷卻結晶
溫度控制-降溫的方式及可能原因
(2)b中采用的加熱方式是_________，采用冰水浴冷卻的目的是 。
【2020年Ⅲ卷】氯可形成多種含氧酸鹽，廣泛應用于殺菌、消毒及化工領域。實驗室中利用下圖裝置(部分裝置省略)制備KClO3和NaClO，探究其氧化還原性質。
水浴加熱 避免生成NaClO3
（2）步驟②需要加熱的目的是_________________，溫度保持80~95 ℃，采用的合適加熱方式是_________________。
【2019年Ⅰ卷】硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一種重要鐵鹽。為充分利用資源，變廢為寶，在實驗室中探究采用廢鐵屑來制備硫酸鐵銨，具體流程如下：
加快反應速率
熱水浴
（3）加氨水過程中加熱的目的是 。
防止膠體生成，易沉淀分離
【2017年Ⅱ卷】水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示：
三、題型分類
常考題空3：原理大題中溫度控制的考查？
原理大題
化學反應的方向
化學反應的限度
化學反應速率
副反應
焓變 熵變 能否自發進行
任意溫度自發
任意溫度非自發
低溫自發
高溫自發
H<0
H<0
H>0
H>0
S>0
S>0
S<0
S<0
（△G = △H - T△S ）
△G<0反應自發
【2022年遼寧】工業合成氨是人類科學技術的一項重大突破，目前已有三位科學家因其獲得諾貝爾獎，其反應為：
回答下列問題：
（1）合成氨反應在常溫下_______(填“能”或“不能”)自發。
（2）_______溫(填“高”或“低”，下同)有利于提高反應速率，_______溫有利于提高平衡轉化率，綜合考慮催化劑(鐵觸媒)活性等因素，工業常采用400~500℃。
高 低
能
三、題型分類
常考題空3：原理大題中溫度控制的考查？
原理大題
化學反應的方向
化學反應的限度
化學反應速率
副反應
升溫，反應向吸熱方向移動；
降溫，反應向放熱方向移動。
△G<0反應自發
升溫，反應速率增大；
催化劑活性溫度。
【2022年重慶】反應 在工業上有重要應用。
（1）該反應在不同溫度下的平衡常數如表所示。
溫度/℃ 700 800 830 1000
平衡常數 1.67 1.11 1.00 0.59
①反應的△H_____0(填“>”“<”或“=”)。
②反應常在較高溫度下進行，該措施的優缺點是_____。
優點是升高溫度，反應速率較快；
缺點是正反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，產物的轉化率較低
【浙江2023年6月】（5）在催化劑活性溫度范圍內，水煤氣變換反應的歷程包含反應物分子在催化劑表面的吸附(快速)、反應及產物分子脫附等過程。隨著溫度升高，該反應的反應速率先增大后減小，其速率減小的原因是________。
溫度過高時，不利于反應物分子在催化劑表面的吸附，從而導致其反應物分子在催化劑表面的吸附量及濃度降低，反應速率減小；
溫度過高還會導致催化劑的活性降低，從而使化學反應速率減小
水煤氣變換反應：
三、題型分類
常考題空4：溫度控制在具體值或者一定區間的原因？
（1）可能造成物質的分解、揮發或升華；
（2）平衡逆向移動，反應物轉化率（原料利用率），生成物產率下降；
（3）催化劑活性降低；
（4）發生副反應；
（5）會使某些固態或液體物質溶解度降低；
溫度過高
溫度過低
（1）反應速率或溶解速率過慢，生產效率低；
（2）主反應是吸熱，平衡逆向移動，反應物轉化率（原料利用率），生成物產率下降；
（3）大部分固態物質的溶解度下降；
【2017年新課標Ⅰ 】Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質）來制備 ，部分工藝流程如下：
TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應40 min所得實驗結果如下表所示：
分析40 ℃時TiO2·xH2O轉化率最高的原因______________________________________。
低于40℃，TiO2·xH2O轉化反應速率隨溫度升高而增加；
超過40℃，雙氧水分解與氨氣逸出導致TiO2·xH2O轉化率下降
四、解題策略
1、判斷題空類型
2、題目中找出支撐依據
3、注意規范表達
裝置示意圖如下圖所示，實驗步驟為：
①在圓底燒瓶中加入10 mL冰乙酸、5mL水及9.0 g FeCl3·6H2O，邊攪拌邊加熱，至固體全部溶解。
②停止加熱，待沸騰平息后加入2.0 g安息香，加熱回流45-60 min。
③加入50 mL水，煮沸后冷卻，有黃色固體析出。
④過濾，并用冷水洗滌固體3次，得到粗品。
⑤粗品用75%的乙醇重結晶，干燥后得淡黃色結晶1.6 g。
物質 性狀 熔點/℃ 沸點/℃ 溶解性
安息香 白色 固體 133 344 難溶于冷水溶于熱水、乙醇、乙酸
二苯乙二酮 淡黃色固體 95 347 不溶于水溶于乙醇、苯、乙酸
冰乙酸 無色 液體 17 118 與水、乙醇互溶
練習1【2023年新課標卷】實驗室由安息香制備二苯乙二酮的反應式如下：
（1）儀器A中應加入_______(填“水”或“油”)作為熱傳導介質。
油
練習2【 2016年全國卷Ⅲ】過氧化鈣微溶于水，溶于酸，可用作分析試劑、醫用防腐劑、消毒劑。以下是一種制備過氧化鈣的實驗方法。回答下列問題：
加雙氧水和氨水后小火煮沸的作用是________________________________________ 。
使沉淀顆粒長大，有利于過濾
步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體，此時溶液呈酸性。
將溶液煮沸，趁熱過濾。將溶液煮沸的作用是__________________________________。
除去溶液中的CO2
練習3：以硫酸泥（主要含S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等）為原料提取硒，部分步驟如下
“脫硫”過程中，溫度控制在95℃，原因是_________________________。
溫度低于95℃，脫硫速率偏低（或硫在煤油中溶解度降低）；溫度高于95℃，煤油揮發量加大。
練習4： 興趣小組由工業濾渣Na2Al2SixO8為原料制備高純氧化鋁，部分操作如下：
濾渣溶于鹽酸的 “酸浸率”與溫度的關系如圖所示，試解釋溫度過高，“酸浸率”降低的原因是________________________________________。
溫度過高，鹽酸揮發損失，從而使“酸浸率”降低
練習5： As2O3在醫藥、電子等領域有重要應用．某含砷元素（As）的工業廢水經如圖流程轉化為粗As2O3：
“沉砷”是將砷元素轉化為Ca5(AsO4)3OH沉淀，發生的主要反應有：
a．Ca(OH)2(s) Ca2＋(aq) ＋2OH－(aq) △H＜0
b．5Ca2＋＋OH－＋3AsO43－ Ca5(AsO4)3OH △H＞0
研究表明：“沉砷”的最佳溫度是85℃，用化學平衡原理解釋溫度高于85℃后，隨溫度升高沉淀率下降的原因是_____________________________________。
溫度升高，反應a平衡逆移，c(Ca2＋)下降，
反應b平衡逆移，Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降

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