2019年高考化学化工流程全突破专题02原料处理的方法和作用知识讲解.doc

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1、- 1 -专题 02 原料处理的方法和作用对原料进行预处理的常用方法及其作用：1. 粉碎、研磨：减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。2. 水浸：与水接触反应或溶解。3. 酸浸：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等，与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。近年来，在高考题出现了“浸出”操作。在化工生产题中，矿物原料“浸出”的任务是选择适当的溶剂，使矿物原料中的有用组分或有害杂质选择性地溶解，使其转入溶液中，达到有用组分与有害杂质或与脉石组分相分离的目的。4. 浸出率：固体溶解后，离子在溶液中含量的多少(更多转化)。5. 灼烧：除去可燃性杂质

2、或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质，将有机碘转化为碘盐。6. 灼烧、焙烧、煅烧：改变结构和组成，使一些物质能溶解；并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土和石灰石。典例 1 高锰酸钾（KMnO 4）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿（主要成分为 MnO2）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：回答下列问题：（1）原料软锰矿与氢氧化钾按 11 的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用是 。（2） “平炉”中发生的化学方程式为 。（3） “平炉”中需要加压，其目的是 。（4）将 K2MnO4转化为 KMnO4的生产有两种工艺。 “

3、 CO歧化法”是传统工艺，即在 K2MnO4溶液中通入 CO2气体，使体系呈中性或弱酸性，K 2MnO4发生歧化反应，反应中生成 K2MnO4、MnO 2和 （写化学式） 。 “电解法”为现代工艺，即电解 K2MnO4水溶液，电解槽中阳极发生的电极反应为 ，- 2 -阴极逸出的气体是 。 “电解法”和“CO 2歧化法”中，K 2MnO4的理论利用率之比为 。（5）高锰酸钾纯度的测定：称取 1.0800 g 样品，溶解后定容于 100 mL 容量瓶中，摇匀。取浓度为0.2000 molL1的 H2C2O4标准溶液 20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用 KMnO4溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为

4、 24.48 mL，该样品的纯度为 （列出计算式即可，已知 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H 2O） 。【答案】 （1）增大反应物接触面积，加快反应速率，提高原料利用率；（2）2MnO 2+4KOH + O2 2K2MnO4+2H2O；（3）提高氧气的压强，加快反应速率，增加软锰矿转化率；（4）KHCO 3；MnO 42e=MnO4；H 2；3:2；（5）- 1020.1.58.0%8。- 3 - 4 -【名师点睛】化学反应速率和化学平衡理论是重要的化学原理。影响化学反应速率的因素有浓度、温度、压强、催化剂等。对于固体来说，其浓度不变，所以要使反应速率加快，可通

5、过将固体粉碎成细小的颗粒、搅拌等方法进行。外界条件对化学平衡移动的影响可通过勒夏特列原理进行分析，但是平衡移动的趋势是微弱的，不能改变这种改变。要会根据反应方程式分析判断物质的转化率的大小，转化率大的反应速率不一定快，物质的转化率大小与反应快慢是不同的概念，要掌握其区别与联系。要会根据方程式中相应物质之间的关系进行有关物质的量的化学计算。本题将化学反应速率、化学平衡、电解原理、滴定方法的应用综合一起考查，反映了考生的综合应用知识分析、解决问题的能力。典例 2 以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含 Fe2O3、SiO 2、Al 2O3、MgO 等，用硫酸渣制备铁红（Fe 2O3）的过程如下：回答

6、下列问题：（1）酸溶时，粉碎硫酸渣的目的是_。（2）还原过程中加入 FeS2粉增大溶液中 Fe2+的含量，同时有 H2SO4生成，完成该反应的离子方程式：_FeS 2+14Fe3+_H2O15Fe 2+_SO42-+_（3）滤渣 A 的主要成分为_。（4）生产过程中，为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的 pH 的范围是_;(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)3 Al(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2开始沉淀 2.7 3.8 7.5 9.4完全沉淀 3.2 5.2 9.7 12.4为得到纯净的 Fe(OH)3固体，需要对沉淀进行洗涤，判断沉淀

7、Fe (OH)3是否洗净的方法是_。- 5 -（5）当离子浓度110 -5mol/L 时可认为其沉淀完全。若要使 Mg2+完全沉淀则要保持 c(OH-)_。 （已知 KspMg(OH)2=5.610-12， ）【答案】增大接触面积，加快溶解速率 FeS2+14Fe3+8H2O=15Fe2+2SO42-+16H+ SiO2 3.23.8 取少量最后一次洗涤液于洁净的试管中，滴加少量 BaCl2溶液，若无明显现象，则沉淀已洗净 7.510 -4mol/L 溶液，若无明显现象，则沉淀已洗净；(5). 若使 Mg2+完全沉淀，则要保持 c(OH) = mol/L=7.5104mol/L，故答案为：7.

8、510 4mol/L。典例 3 工业上以铬铁矿(主要成分为 FeO 和 Cr2O3，含有 Al2O3、SiO 2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分为:Na 2Cr2O72H2O)，其主要工艺流程如下：- 6 -查阅相关资料得知:i.常温下，NaBiO 3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下能将 Cr3+转化为CrO42-。回答下列问题:（1）将铬铁矿矿石粉碎的目的是_。（2）操作 I、III、IV 用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和_（填仪器名称） 。（3）操作 II 中加入 H2O2的目的_（4）将溶液 H 经下列操作：蒸发浓缩，_，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠。（5）取一定质量的固体 D

9、 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，生成沉淀的物质的量（n）与加入 NaOH 溶液的体积（V）关系如图所示，则稀硫酸的浓度为_，固体 D 中含 Fe 元素化合物的物质的量为_。【答案】增大反应接触面积，加快反应速率漏斗，烧杯使 Fe2 转换为 Fe3 冷却结晶2.5mol/L0.1【解析】 （1）将铬铁矿石粉碎可以增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高浸出率；综上所述，本题答案是：增大反应接触面积，加快反应速率。 （2）操作、均是过滤，则用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和漏斗、烧杯；综上所述，本题答案是：漏斗，烧杯。 （3）铬铁矿主要成分中有 FeO，酸溶后生成亚铁离子，操作 II 中加入 H2O2，使 Fe2 转换为Fe3 ，有利于铁元素变为沉淀而除去；综上所述，本题答案：使 Fe2 转换为 Fe3 。（4）从溶液中得到晶体的一般操作是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠；综上所述，本- 7 -