高考化學(xué)化工流程全突破專題02原料處理的方法和作用知識(shí)講解

1、專題02 原料處理的方法和作用對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理的常用方法及其作用：1. 粉碎、研磨：減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間的接觸面積，加快反應(yīng)速率。2. 水浸：與水接觸反應(yīng)或溶解。3. 酸浸：通常用酸溶，如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等，與酸接觸反應(yīng)或溶解，使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液，不溶物通過(guò)過(guò)濾除去。近年來(lái)，在高考題出現(xiàn)了“浸出”操作。在化工生產(chǎn)題中，礦物原料“浸出”的任務(wù)是選擇適當(dāng)?shù)娜軇沟V物原料中的有用組分或有害雜質(zhì)選擇性地溶解，使其轉(zhuǎn)入溶液中，達(dá)到有用組分與有害雜質(zhì)或與脈石組分相分離的目的。4. 浸出率：固體溶解后，離子在溶液中含量的多少(更多轉(zhuǎn)化)。5. 灼燒：除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步

2、轉(zhuǎn)化，如從海帶中提取碘時(shí)的灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì)，將有機(jī)碘轉(zhuǎn)化為碘鹽。6. 灼燒、焙燒、煅燒：改變結(jié)構(gòu)和組成，使一些物質(zhì)能溶解；并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土和石灰石。典例1高錳酸鉀（KMnO4）是一種常用氧化劑，主要用于化工、防腐及制藥工業(yè)等。以軟錳礦（主要成分為MnO2）為原料生產(chǎn)高錳酸鉀的工藝路線如下：回答下列問(wèn)題：（1）原料軟錳礦與氫氧化鉀按11的比例在“烘炒鍋”中混配，混配前應(yīng)將軟錳礦粉碎，其作用是 。（2）“平爐”中發(fā)生的化學(xué)方程式為 。（3）“平爐”中需要加壓，其目的是 。（4）將K2MnO4轉(zhuǎn)化為KMnO4的生產(chǎn)有兩種工藝。 “歧化法”是傳統(tǒng)工藝，即在K2Mn

3、O4溶液中通入CO2氣體，使體系呈中性或弱酸性，K2MnO4發(fā)生歧化反應(yīng)，反應(yīng)中生成K2MnO4、MnO2和 （寫化學(xué)式）。 “電解法”為現(xiàn)代工藝，即電解K2MnO4水溶液，電解槽中陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為 ，陰極逸出的氣體是 。 “電解法”和“CO2歧化法”中，K2MnO4的理論利用率之比為 。（5）高錳酸鉀純度的測(cè)定：稱取1.0800 g樣品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，搖勻。取濃度為0.2000 mol·L1的H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的體積為24.48 mL，該樣品的純度為 （列出計(jì)算式即可，已知2MnO4-

4、+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O）?！敬鸢浮浚?）增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率；（2）2MnO2+4KOH + O22K2MnO4+2H2O；（3）提高氧氣的壓強(qiáng)，加快反應(yīng)速率，增加軟錳礦轉(zhuǎn)化率；（4）KHCO3；MnO42e=MnO4；H2；3:2；（5）?！久麕燑c(diǎn)睛】化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論是重要的化學(xué)原理。影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等。對(duì)于固體來(lái)說(shuō)，其濃度不變，所以要使反應(yīng)速率加快，可通過(guò)將固體粉碎成細(xì)小的顆粒、攪拌等方法進(jìn)行。外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響可通過(guò)勒夏特列原理進(jìn)行分析，但是平衡移動(dòng)的趨勢(shì)是微弱的，不能改變這

5、種改變。要會(huì)根據(jù)反應(yīng)方程式分析判斷物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率的大小，轉(zhuǎn)化率大的反應(yīng)速率不一定快，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率大小與反應(yīng)快慢是不同的概念，要掌握其區(qū)別與聯(lián)系。要會(huì)根據(jù)方程式中相應(yīng)物質(zhì)之間的關(guān)系進(jìn)行有關(guān)物質(zhì)的量的化學(xué)計(jì)算。本題將化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、電解原理、滴定方法的應(yīng)用綜合一起考查，反映了考生的綜合應(yīng)用知識(shí)分析、解決問(wèn)題的能力。典例2以黃鐵礦為原料制硫酸產(chǎn)生的硫酸渣中含F(xiàn)e2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用硫酸渣制備鐵紅（Fe2O3）的過(guò)程如下：回答下列問(wèn)題：（1）酸溶時(shí)，粉碎硫酸渣的目的是_。（2）還原過(guò)程中加入FeS2粉增大溶液中Fe2+的含量，同時(shí)有H2SO4生成，完成該反應(yīng)的離子方程式：_

6、FeS2+14Fe3+_H2O15Fe2+_SO42-+_（3）濾渣A的主要成分為_。（4）生產(chǎn)過(guò)程中，為了確保鐵紅的純度，氧化過(guò)程需要調(diào)節(jié)溶液的pH的范圍是_;(部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表)沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2開始沉淀2.73.87.59.4完全沉淀3.25.29.712.4為得到純凈的Fe(OH)3固體，需要對(duì)沉淀進(jìn)行洗滌，判斷沉淀Fe (OH)3是否洗凈的方法是_。（5）當(dāng)離子濃度1×10-5mol/L時(shí)可認(rèn)為其沉淀完全。若要使Mg2+完全沉淀則要保持c(OH-)_。（已知KspMg(OH)2=5.6×10

7、-12，）【答案】增大接觸面積，加快溶解速率 FeS2+14Fe3+8H2O=15Fe2+2SO42-+16H+ SiO2 3.23.8 取少量最后一次洗滌液于潔凈的試管中，滴加少量BaCl2溶液，若無(wú)明顯現(xiàn)象，則沉淀已洗凈 7.5×10-4mol/L 溶液，若無(wú)明顯現(xiàn)象，則沉淀已洗凈；(5). 若使Mg2+完全沉淀，則要保持c(OH) =mol/L=7.5×104mol/L，故答案為：7.5×104mol/L。典例3工業(yè)上以鉻鐵礦(主要成分為FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為主要原料生產(chǎn)化工原料紅礬鈉(主要成分為:Na2Cr2O7·

8、2H2O)，其主要工藝流程如下：查閱相關(guān)資料得知:i.常溫下，NaBiO3不溶于水，有強(qiáng)氧化性，在堿性條件下能將Cr3+轉(zhuǎn)化為CrO42-?；卮鹣铝袉?wèn)題:（1）將鉻鐵礦礦石粉碎的目的是_。（2）操作I、III、IV用到的主要玻璃儀器有玻璃棒和_（填儀器名稱）。（3）操作II中加入H2O2的目的_（4）將溶液H經(jīng)下列操作：蒸發(fā)濃縮，_，過(guò)濾，洗滌，干燥即得紅礬鈉。（5）取一定質(zhì)量的固體D溶解于200 mL的稀硫酸中，向所得溶液中加入5.0 mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量（n）與加入NaOH溶液的體積（V）關(guān)系如圖所示，則稀硫酸的濃度為_，固體D中含F(xiàn)e元素化合物的物質(zhì)的量為_?！敬鸢浮吭龃蠓磻?yīng)接觸面積，加快反應(yīng)速率漏斗，燒杯使Fe2轉(zhuǎn)換為Fe3冷卻結(jié)晶2.5mol/L0.1【解析】（1）將鉻鐵礦石粉碎可以增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高浸出率；綜上所述，本題答案是：增大反應(yīng)接觸面積，加快反應(yīng)速率。 （2）操作、均是過(guò)濾，則用到的主要玻璃儀器有玻璃棒和漏斗、燒杯；綜上所述，本題答案是：漏斗，燒