化学-高考工艺流程复习系列专题2-原理预处理
预处理的目的是将原料中待提取元素的状态从难以浸出的化合物或单质转变为易于浸出的化合物。
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1.原料预处理的常用方法及其作用
1.研磨、粉碎、雾化:将块状或颗粒状物质研磨成粉末或将液体分散成微小液滴，以增加反应物之间的接触面积(作用)，从而加快后续操作的反应速率(作用)，进一步提高原料的转化率或浸出率(目的)。
钴酸锂电池是一种应用广泛的新型电源。电池含有少量的铝、铁、碳和其他简单物质。实验室试图回收废旧钴酸锂电池。实验过程如下:
将废电池初步处理成粉末的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _的
答案是增加接触面积，加快反应速度，提高浸出率。
分析废电池初级处理成粉末的目的是增加接触面积，加快反应速度，提高浸出率。
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连二亚硫酸钠(Na2S2O4)是印染行业的常用原料。连二亚硫酸钠，也称为保险粉，可溶于水，但不溶于甲醇。受热遇水，其固体会发生反应释放大量热量，甚至引起燃烧。工业制备过程如下:
向锌液中吹入M气体使锌液雾化，目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。
答案是增加锌反应的表面积，加快化学反应速率。
分析了向锌液中吹入M气体使锌液雾化的原因。目的是减少锌颗粒，增加单质锌的表面积，从而增加其与反应物的接触面积，加快反应速度。
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粉煤灰是燃煤电厂的废渣，其主要成分是二氧化硅、氧化铝、氧化铁和碳等。实验室模拟从粉煤灰中提取活性Al2O3的工业过程，流程如下:
众所周知，烧结过程的主要产物是铝酸钠、二氧化硅、氟化钠和二氧化硅。
操作A是冷却研磨，其中研磨的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。
提高烧结产品浸出率的答案
分析操作A是冷却和研磨，其中研磨的目的是增加反应物的接触面积，提高烧结产物的浸出率。
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2.焙烧:反应物与空气、氯气等氧化性气体或其他添加物质(如硫酸)发生化学反应(所以焙烧分为氧化焙烧、硫酸化焙烧、氯化焙烧等。).气固反应是主要反应。为避免物质熔化，反应温度一般低于熔点，范围为500 ~ 1500℃。使用特殊的化学设备，如沸腾炉和焙烧炉。
原料在空气中燃烧焙烧主要有两个目的:一是非金属元素被氧化成高价气态氧化物逸出或被氧化成高价化合物；第二，金属元素被氧化成高价氧化物或高价化合物。高考预处理阶段的题，往往是从粉碎与化学反应速率的关系，焙烧中的化学反应等等入手。
工业上可通过增加氧气量、充分粉碎固体、逆流焙烧、适当提高温度来提高焙烧效率。
2021山东高考17工业制备重铬酸钠(Na2Cr2O7？2H2O)的工艺流程如图所示。回答以下问题:
焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2Cr2O4，将Al和Si氧化物转化为可溶性钠盐。焙烧时，气体和矿物物料逆流，目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _的
答案是增加反应物的接触面积，提高化学反应速率，提高反应物的转化率。
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氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯碳酸锰的工艺流程如下:
已知①菱锰矿的主要成分有
回答以下问题:
(1)焙烧过程中的主要化学反应方程式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。
(2)通过分析下图1、图2和图3，氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件如下:
焙烧温度:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
答案是(1)MNC O3+2 NH 4 cl△(= =)MNC L2+2 NH3 =+CO2 =+H2O？(2)500℃ ?1.10 ?60分钟？
(1)焙烧时的主要化学反应方程式为:MNC O3+2nh 4cl△(= =)MNC L2+2nh 3 ↑+ CO2 ↑+ H2O；
(2)根据图示，锰的浸出率较高，焙烧菱镁矿的最佳条件为:焙烧温度500℃；氯化铵与菱镁矿粉的质量比为1.10；烘烤时间为60分钟。
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该练习以高硫铝土矿(主要由Al2O3、Fe2O3、少量FeS2和金属硫酸盐组成)为原料，生产氧化铝，获得Fe3O4。图中显示了部分工艺流程。
(1)煅烧过程会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。
(2)加1%
众所周知，大多数金属硫酸盐的分解温度高于。
(1)不含CaO的矿粉在500℃以下焙烧时，脱除的硫主要来自_ _ _ _ _ _ _ _ _(填化学式)。
②在700℃焙烧时，含1%CaO的矿粉比不含CaO的矿粉脱硫率低，主要原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。
回答(1)
解析(1)二氧化硫是酸性氧化物，少量二氧化硫与NaOH溶液反应生成Na2SO3，过量二氧化硫与NaOH溶液反应生成NaHSO3，离子方程式为
(2)①高硫铝土矿的成分含有FeS2和金属硫酸盐，已知大部分金属硫酸盐的分解温度高于。
②添加氧化钙的吸收。
3.煅烧:反应物受热分解或发生晶体转变。为避免低于熔点熔化，大多高于1200℃。如煅烧石灰石、生产玻璃、打铁等。，并使用回转窑等化工设备。
由白云石(主要由CaCO3和MgCO3组成)制备氧化镁和轻质碳酸钙的工艺流程如下:
(1)白云石高温煅烧所得固体产物的主要成分是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(填入化学式)。
回答(1)曹，MgO？(2)煅烧温度低，CaCO3分解不完全，CaO含量低？温度？
分解(1)高温煅烧白云石得到CaO和MgO；
(2)煅烧温度低，CaCO3分解不完全，CaO含量低，活性降低；氧化钙与水反应放出热量，氧化钙含量越高，样品与水反应放出的热量越多。因此，也可以将在不同温度下煅烧得到的固体样品加入水中，通过测量相同时间后反应溶液的温度与样品煅烧温度之间的关系来判断样品的活性。
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4.燃烧:物质在高温下脱水、分解、挥发等化学变化的过程。反应温度约为1000℃，使用各种仪器，如煤气灯、电炉等。燃烧海带、颜色反应、火焰颜色试验、燃烧失重、灼烧残渣等。
碳和硫的含量影响钢的性能。一个兴趣小组使用以下过程来探索钢样品。
(1)钢中的硫以FeS的形式存在，FeS在充足的氧气中燃烧，固体产物中Fe和O的质量比为21: 8，故固体产物的化学式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。
(2)检测钢铁样品燃烧产生的气体中CO2所需的试剂是_ _ _ _ _ _ _ _ _(填入字母)。
A.酸性KMnO4溶液b .澄清石灰水c .饱和碳酸氢钠溶液d .浓H2SO4
答案(1)Fe3O4(2)ab？
分析(1)可知，固体产物中Fe和O的质量比为21: 8，所以Fe和O的质量比相同。
(2)钢样燃烧产生的气体中含有CO2和SO2，二氧化硫也会使澄清的石灰水浑浊，所以需要与酸性KMnO4溶液反应除去二氧化硫后再用澄清的石灰水进行检验。
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5.沥滤和沥滤率:沥滤的目的是将固体转化为溶液，用于随后的转化或分离。包括水浸、酸溶、碱溶、醇溶等。浸出率是指固体溶解后溶液中离子的含量。
提高浸出率的措施:①将矿石磨成粉末，增加接触面积；(2)搅拌使反应更完全；③增加酸的浓度时；④加热；⑤延长浸出时间。
运动氯氧化铋(BiOC1)常用于电子设备等领域。BiOCl不溶于水，是BiCl3的水解产物。利用铋废料(主要是含铋化合物，含有少量的铜、铅、锌的硫酸盐，Cu2S和Fe2O3等)生产高纯氯化铋的工艺流程。)如下图所示:
(1)提高“酸浸”反应速率的措施包括适当提高硫酸的浓度，_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(只需回答一点)。
(4)在“铋浸出”中，铋的浸出率与温度的关系如图所示:
当温度高于40℃时，“铋浸出率”开始下降，主要因素可能是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。
回答(1)适当提高温度？(4)4)HCl挥发加快，Bi3+水解度增加？
解析(1)提高“酸浸”反应速率的措施有提高硫酸浓度、适当提高温度或搅拌。
(4)在“铋浸出”中，铋的浸出率和温度从图中可以看出:温度接近40℃时，Bi的浸出率最高，但随着温度的升高，浸出率降低，主要是由于温度升高，HCl挥发加快，Bi3+水解度增大，最终导致Bi的浸出率随着温度的升高而降低。
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6.酸浸:酸浸是指预处理后的物料与酸(盐酸或硫酸)溶液发生反应，将物料中的碱性或两性氧化物转化为相应的盐类，用酸抑制盐类的水解，除去不溶于酸的杂质(如SiO2？还是CaSO4？等等)。
2021湖南卷17
为了提高“泛滥”的效率，可以采取的措施有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(至少要写两篇)。
答案是适当提高温度，粉碎独居石。
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活性聚硅酸铁是目前无机高分子絮凝剂研究的热点。一种以钢管厂的铁渣(主要是Fe3O4，含有少量的碳和二氧化硅)为原料的制备工艺如下:
(1)“粉碎”废铁渣的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。？
(2)“酸浸”要求合适的酸浓度、液固比、酸浸温度、氧气流量等。，酸浸温度对铁浸出率的影响如图。
②酸浸时，通入O2的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。？
(3)酸浸温度超过100℃时，铁浸出率反而下降，原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。？
回答(1)增加接触面积，提高反应速率，提高铁的浸出率？
(2)fe3o 4+4h2so 4△(= = =)feso 4+Fe2(SO4)3+4H2O？当FeSO4氧化成Fe2(SO4)3时，温度超过100℃，加速Fe3+水解生成Fe(OH)3，导致Fe3+浓度降低。
分析(1)废铁渣破碎的目的是减小粒径，增加浸出时的反应速率，提高铁的浸出率；
(2)①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:fe3o 4+4 h2so 4△(= = =)feso 4+Fe2(SO4)3+4H2O；
(2)酸浸时生成亚铁离子，通入氧气可氧化成铁离子，反应的离子方程式为4fe 2 ++ O2+4h+= 4fe 3 ++ 2h2o；
(3)铁离子在水溶液中水解，温度的升高有利于水解反应。当温度超过100℃时，Fe3+水解反应速度明显加快，导致Fe3+浓度降低。
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7.碱浸:洗去动植物油渍，去除氧化铝膜，溶解铝和二氧化硅(碱量不宜过多)。
运动锡酸钠可用于制造陶瓷电容器的基质、颜料和催化剂。从锡锑渣(主要含有锡、锑、砷、铅的氧化物)中制备锡酸钠的工艺流程如下图所示:
(1)碱浸出”，SnO2反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。
(2)“碱浸”时，如果Sn元素的氧化物中SnO含量较高，工业上加入NaNO3，其作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。
答案是(1) SnO2+2 NaOH = Na2NO3+H2O？(2)氧化SnO为SnO32—？
分析认为Nano-3具有氧化性，能氧化SnO。进行“碱浸”时，如果SnO含量较高，工业上加入Nano-3，用于将SnO氧化成SnO32-，所以答案是将SnO氧化成SnO 32-。
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