01 常考题空1　原料预处理的常用方法 （附答案解析）-备战高考化学大题逐空突破系列（全国通用）

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常考题空1　原料预处理的常用方法【高考必备知识】预处理操作作用或目的分析研磨、雾化将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分目的：提高原料转化率、利用率、浸取率，提高产品的产率等增大接触面积的方法：固体——粉碎、研磨；液体——喷洒；气体——用多孔分散器等浸取(即浸出/溶解)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、醇溶等水浸与水接触反应或溶解，使原料变成离子进入溶液中酸浸在酸性溶液[如：用(浓)硫酸、盐酸等]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；酸还能溶解金属氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解等碱浸去油污，在碱性溶液中使两性化合物(Al2O3、ZnO等)溶解，溶解铝、二氧化硅等，不溶物通过过滤除去的过程醇浸提取有机物，常采用有机溶剂(乙醚，二氯甲烷等)浸取的方法提取有机物浸出率固体溶解后，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)提高浸出率的措施：①将矿石研成粉末，提高接触面积；②搅拌，使反应更加充分③增大反应物(酸、碱)的浓度；     ④适当升温(加热)灼烧(焙烧)除去可燃性杂质或使原料初步转化①除去硫、碳单质；            ②有机物转化、除去有机物；③高温下原料与空气中氧气反应；④除去热不稳定的杂质(如碳酸盐沉淀)等煅烧改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土【题组训练】1．氯化磷酸三钠[(Na3PO4·12H2O)4·NaClO]的熔点为62 ℃，常温下较稳定，受热易分解，具有良好的灭菌、消毒、漂白作用，可广泛地用于医院、餐馆、食品加工等行业。一种以磷矿石[主要成分为Ca5(PO4)3F]为原料生产氯化磷酸三钠的工艺流程如图。回答下列问题：磷矿石制成磷矿粉的目的是___________________________________________________________________2．硝酸铜晶体[Cu(NO3)2·6H2O]，是一种重要的化工原料，常用于农药、镀铜、搪瓷等工业。以辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备硝酸铜晶体的某工艺如图所示。回答下列问题：“浸取”时，为了提高浸取率可采取的措施有_______________________________________________(任写一点) 3．高锰酸钾生产过程中产生的废锰渣(主要成分为MnO2、KOH、MgO和Fe2O3)可用于制备MnSO4晶体，工艺流程如下：提高“反应Ⅰ”速率可采取的措施是_____________________________________(除“加热”外，任写一种)4．湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、镉(Cd)、铜、铁、钴(Co)等金属单质。利用铜镉渣可生产Cu、Cd及ZnSO4·7H2O 等，其生产流程如图：如表是部分金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1 mol·L－1计算)氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Cd(OH)2Zn(OH)2开始沉淀的pH1.97.07.25.4沉淀完全的pH3.29.09.58.2提高铜镉渣的“浸出”速率的措施有________________________________(写出1条即可)5．某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：“碱浸”中NaOH的两个作用分别是___________________________________6．硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是一种重要的工业原料，能溶于水，不溶于乙醇，其工业制法如下。请回答：步骤①中碱液洗涤的目的是__________________________7．某工厂从废含镍有机催化剂中回收镍的工艺流程如图所示(已知废催化剂中含有Ni 70.0%及一定量的Al、Fe、SiO2和有机物，镍及其化合物的化学性质与铁的类似，但Ni2＋的性质较稳定)。回答下列问题：已知：部分阳离子以氢氧化物的形式完全沉淀时的pH如下表所示。沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2pH5.23.29.79.2用乙醇洗涤废催化剂的目的是____________________8．三氧化二镍(Ni2O3)是重要的电子元件材料和蓄电池材料，工业上利用含镍废料(主要成分为镍、铝、氧化铁、碳等)提取Ni2O3，工业流程如图：“预处理”操作可以选择用______________________来除去废旧镍电池表面的矿物油污9．无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业制备无水AlCl3的流程如下：氯化炉中通入O2的目的是______________________________________10．草酸钴是制作氧化钴和金属钴的原料。一种利用含钴废料（主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等）制取CoC2O4的工艺流程如下：：“550℃焙烧”的目的是__________________________________11．CuCl是有机合成的重要催化剂，并用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质)，生产CuCl的工艺流程如下：物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Cu(OH)25.66.7Al(OH)33.84.7已知：CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成CuCl2－，CuCl2－的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀煅烧的主要目的是______________________________________12．ZrO2常用作陶瓷材料，可由锆英砂(主要成分为ZrSiO4，也可表示为ZrO2·SiO2，还含少量FeCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)通过如下方法制取：已知：ZrSiO4能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3，Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2＋滤渣Ⅲ制备ZrO2的方法是___________________________________13．钯(Pd)是一种不活泼金属，含钯催化剂在工业、科研上用量较大。某废钯催化剂(钯碳)中含有钯(5%～6%)、碳(93%～94%)、铁(1%～2%)以及其他杂质，故钯碳具有很高的回收价值。如图是利用钯碳制备氯化钯(PdCl2)和Pd的流程，回答下列问题：“钯碳”焚烧过程中空气一定要过量，目的是____________________14．碳酸锶(SrCO3)是一种重要的工业原料，广泛用于生产锶铁氧体磁性材料。一种以菱锶矿(含80%～90%SrCO3，少量MgCO3、CaCO3、BaCO3等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下：菱锶矿、焦炭混合粉碎的目的是_________________________________________________________15．锡常用于制造保险丝等合金。工业上以锡精矿(主要含锡、铁、铜、银、铅、钨等硫化物和砷化物)为原料制备锡，其流程如下：“熔炼”时使用焦炭粉，粉碎焦炭的目的是______________________________________________________16．碱式硫酸铝[(1－x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3]溶液可用于烟气脱硫。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝溶液，实验流程如下：已知“调pH”的反应为(2－x)Al2(SO4)3＋3xCaCO3＋3xH2O===2[(1－x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3]＋3xCaSO4＋3xCO2↑。“酸浸”时适当增大H2SO4溶液浓度的目的是__________________________________，能达到相同目的的方法还有______________________________(任写一种)17．利用废镍电池的金属电极芯(主要成分为Co、 Ni，还含少量Fe、Al等)生产醋酸钴晶体、硫酸镍晶体的工艺流程如下。已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Co(OH)3Al(OH)3Ni(OH)2开始沉淀pH2.27.47.60.14.07.6完全沉淀pH3.28.99.21.15.29.2用硫酸浸取金属电极芯时，提高浸取率的方法有______________(写出一种合理方法即可)。 【常考题空1　原料预处理的常用方法】答案1．增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更加充分2．粉碎辉铜矿、适当提高温度、不断地搅拌3．适当增大硫酸的浓度、搅拌等4．适当升高浸取液温度(或将铜镉渣磨制成粉末等)解析：升高温度、增大反应物表面积等均可提高反应速率5．除去油脂，溶解铝及其氧化物　解析：因为废镍催化剂表面沾有油脂，所以“碱浸”的目的是除去油脂，同时还可以溶解催化剂中混有的铝及氧化铝杂质。6．除去油污和锌层解答 ：用碱性的Na2CO3溶液洗去表面的油污及Zn层，得到纯固体Fe7．溶解、除去有机物解析：用乙醇洗涤的目的是溶解并除去有机物杂质，利用蒸馏的方法可将乙醇与其他有机物分离开；只有SiO2不与硫酸反应，故滤渣a的成分是SiO28．酒精清洗9．与C反应，提供反应所需的热量10．除去碳和有机物11．使铜转化为可溶于酸的氧化物解析：煅烧废铜料，将铜转化为溶于酸的氧化物12．高温焙烧13．使碳充分燃烧而除去解析：“钯碳”焚烧过程中空气一定要过量，目的是使碳充分燃烧转化为CO2气体除去。14．增大接触面积，加快反应速率，提高原料的利用率15．增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更充分16．加快酸浸时的反应速率(或提高铝元素的浸出率)　加热(或搅拌)17．适当的升高温度(或将金属电极芯研成粉末)