2021-2022年高考化学二轮复习工艺流程题《原料的预处理》

1、二轮复习工艺流程专项专题2原理的预处理一对原料进行预处理的常用方法及其作用1研磨、粉碎、雾化：将块状或粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触面，以加快反应速率或使反应更充分，增大原料的转化率（或浸取率） 【习题】钴酸锂（LiCoO2）电池是一种应用广泛的新型电源，电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。实验室尝试对废旧钴酸锂电池回收再利用。实验过程如下：废旧电池初步处理为粉末状的目的是_。【答案】增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率 【解析】废旧电池初步处理为粉末状的目的是：增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率；【习题】连二亚硫酸钠(Na2S2O4)是印染工业的一种常用原料，连

2、二亚硫酸钠又称保险粉，可溶于水，但不溶于甲醇，其固体受热、遇水都会发生反应放出大量的热，甚至引起燃烧，工业制备流程如下：向液锌中鼓入M气体，使液态锌雾化，目的是_。【答案】增大锌反应的表面枳，加快化学反应速率【解析】向液锌中鼓入M气体，使液态锌雾化，目的是减小锌的颗粒，使单质锌的表面积增大，以增大其与反应物的接触面积，加快反应速率。2焙烧：物料与空气、氯气或添加剂发生化学反应，以固气反应为主，温度低于熔点，在5001500之间，如沸腾炉、焙烧炉等。可以通过增加氧气的量、固体充分粉碎、逆流焙烧、适当升温等来提高焙烧效率。【习题】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：菱锰矿石主要

3、成分是，还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素； 回答下列问题： （1）“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为_。 （2）分析下列图1、图2、图3，氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是： 焙烧温度_，氯化铵与菱镁矿粉的质量之比为_，焙烧时间为_.【答案】（1）MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3+CO2+H2O （2）500 1.10 60min 【解析】（1）“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为：MnCO3+2NH4Cl MnCl2+2NH3+CO2+H2O；（2）根据图示锰浸出率比较高，焙烧菱镁矿的最佳条件是：焙烧温度500；氯化铵与菱镁矿粉的质量比为1.10；焙烧时间为60min。【习题】

4、以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如图所示。（1）焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为_。（2）添加1%和不添加的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于；。不添加CaO的矿粉在低于500焙烧时，去除的硫元素主要来源于_(填化学式)。700焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是_。【答案】（1） （2）FeS2 （3）硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中 【解析】（1）二氧化硫是酸性氧化物，少量二氧

5、化硫与NaOH溶液反应可生成Na2SO3，过量二氧化硫与NaOH溶液反应可生成NaHSO3，离子方程式为。（2）高硫铝土矿的成分中含FeS2和金属硫酸盐，而已知多数金属硫酸盐的分解温度都高于，如果不添加CaO的矿粉在低于500焙烧，则去除的硫元素主要来源为FeS2，具体的反应原理为。添加的CaO吸收生成，易被空气中的氧气氧化为，根据“多数金属硫酸盐的分解温度都高于”，可知时可能未分解或未完全分解而留在矿粉中，从而导致添加1%的矿粉硫去除率比不添加的矿粉硫去除率低，故答案为硫元素转化为而留在矿粉中。3煅烧：物料受热分解或发生晶形转变，温度低于熔点高于 1200。如锻炼石灰石、生产玻璃、打铁等，设

6、备如回转窑等。【习题】以白云石（主要成分为CaCO3和MgCO3）为原料制备氧化镁和轻质碳酸钙的一种工艺流程如下：（1）白云石高温煅烧所得固体产物的主要成分为_（填化学式）。（2）煅烧所得固体的活性与其中CaO含量及固体疏松程度有关。其他条件相同时，将不同温度下的煅烧所得固体样品加入酸化的酚酞溶液中，引起溶液变色所需时间不同，由此可知煅烧所得固体的活性差异。溶液变色的时间与各样品煅烧温度的关系如图所示。当温度高于950 时，煅烧所得固体易板结，活性降低；当温度低于950 时，活性降低的原因为_。将不同温度下的煅烧所得固体样品加入水中，也可测量其活性，则此时需测量的数据为相同时间后_与样品煅烧温

7、度之间的关系。【答案】（1）CaO、MgO （2）煅烧温度较低，CaCO3未完全分解，CaO的含量偏低 温度 【解析】（1）高温煅烧白云石得到CaO和MgO；（2）煅烧温度较低，CaCO3未完全分解，CaO的含量偏低，所以活性降低；氧化钙和水反应放热，氧化钙含量越高与样品与水反应放出的热量越多，所以也可将不同温度下的煅烧所得固体样品加入水中，测量的相同时间后反应液的温度与样品煅烧温度之间的关系，来判断样品的活性。4灼烧：物质在高温条件下发生脱水、分解、挥发等化学变化的过程。 1000左右，如煤气灯、电炉等，灼烧海带、颜色反应、灼烧失重、灼烧残渣等。【习题】碳、硫的含量影响钢铁性能。某兴趣小组用

8、如下流程对钢样进行探究。（1）钢样中硫元素以FeS形式存在，FeS在足量氧气中灼烧，生成的固体产物中Fe、O两种元素的质量比为21：8，则该固体产物的化学式为_。（2）检验钢样灼烧生成气体中的CO2，需要的试剂是_ (填字母）。a.酸性KMnO4溶液 b.澄清石灰水 c.饱和小苏打溶液 d.浓H2SO4（3）取10.00 g钢样在足量氧气中充分灼烧，将生成的气体用足量1的H2O2溶液充分吸收，再用0.1000 mol·L-1NaOH溶液滴定吸收液至终点，消耗NaOH溶液20.00mL；另取10.00g钢样在足量氧气中充分灼烧，将生成的气体通过盛有足量碱石灰的U型管（如下图），碱石灰增

9、重0.614 g。【答案】（1）Fe3O4 （2）ab 【解析】（1） 生成的固体产物中Fe、O两种元素的质量比为21：8，则Fe、O两种元素的物质的量之比为：=，则该固体产物的化学式为Fe3O4；（2）钢样灼烧生成气体中含有CO2和SO2，二氧化硫也能够使澄清石灰水变浑浊，因此需要用酸性KMnO4溶液反应除去二氧化硫后再用澄清石灰水检验。5浸取及浸出率：向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等。浸出率是指固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少（工业上往往为了追求更多转化）。提高浸取率的措施：将矿石研成粉末，提高接触面积；搅拌，使反应更加充分；当增大酸的

10、浓度；加热；延长浸出时间【习题】氯氧化铋(BiOC1) 常用于电子设备等领域，BiOCl 难溶于水，它是BiCl3的水解产物。以铋的废料(主要含铋的化合物，含少量铜、铅、锌的硫酸盐及Cu2S和Fe2O3等)为原料生产高纯度BiOCl的工艺流程如图：（1）提高“酸浸”反应速率的措施有适当增加硫酸的浓度、_(答出一点即可)。（4）“浸铋”中，铋的浸出率与温度关系如图所示：在高于40左右时“铋浸出率”开始下降，其主要因素可能是_。【答案】（1）适当升高温度 （4）HCl挥发加快，Bi3+水解程度增大 【解析】（1）提高“酸浸”反应速率的措施有适当增加硫酸的浓度、适当升高温度或进行搅拌等；（4）在“浸

11、铋”中，铋的浸出率与温度，根据图示可知：在温度接近40时Bi的浸出率最高，此后温度升高，浸出率反而降低，主要是由于温度升高，HCl挥发加快，且温度升高使Bi3+水解程度也增大，最终导致铋的浸出率随温度的升高而降低。6酸浸：溶浸是利用浸取剂使需要的元素从固体原料中尽可能地进入溶液中。常见的溶浸包括水浸、酸浸、碱浸、盐浸、醇浸等。在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程。以具体的工艺操作为背景，重点考查加入酸浸的试剂选择、酸浸时发生的反应（必要时引入滤液、滤渣成分的分析）。在作答时，需结合元素化合物性质及反应类型，从生产需求上分析酸浸时的反应原理，从而选择合适的酸试剂发生必要

12、的反应过程，以达到预处理的目的。【习题】聚硅酸铁是目前无机高分子絮凝剂研究的热点，一种用钢管厂的废铁渣(主要成分Fe3O4，含少量碳及二氧化硅)为原料制备的流程如下：（1）废铁渣进行“粉碎”的目的是_。 （2）“酸浸”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度、氧流量等，其中酸浸温度对铁浸取率的影响如图所示。加热条件下酸浸时，Fe3O4与硫酸反应的化学方程式为_。 酸浸时，通入O2的目的是_。 当酸浸温度超过100 时，铁浸取率反而减小，其原因是_。 【答案】（1）增大接触面积，提高反应速率，提高铁元素浸取率 （2）Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO

13、4)3+4H2O 将FeSO4氧化为Fe2(SO4)3 温度超过100，加快Fe3+水解生成Fe(OH)3，导致Fe3+浓度降低【解析】（1）对废铁渣进行粉碎的目的是：减小颗粒直径，增大浸取时的反应速率和提高铁浸取率；（2）加热条件下酸浸时，Fe3O4与硫酸反应生成硫酸铁和硫酸亚铁，方程式为：Fe3O4+4H2SO4FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O；酸浸时有亚铁离子生成，通入氧气能将亚铁离子氧化为铁离子，发生反应的离子方程式为4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O；铁离子在水溶液中存在水解，温度升高有利于水解反应的进行，温度超过100明显加快了Fe3+水解反应的速率，导致Fe3+浓度降低。7碱浸：去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅（加碱量不宜过多）【习题】锡酸钠可用于制造陶瓷电容器的基体、颜料和催化剂。以锡锑渣(主要含Sn、Sb、As、Pb的氧化物)为原料，制备锡酸钠的工