高考化学复习专题10原料处理

高中化学学习材料
（灿若寒星**整理制作）
原料处理10
【学习目标】熟悉化工流程图中原料预处理的方法，原料处理阶段的常见考点与常见名词。

一、知识回顾：
一、金属、非金属及其化合物的性质
1、H前金属与酸反应
2、碱性氧化物与酸反应
3、酸性氧化物与碱反应（SiO2）
4、Al Al2O3 Al（OH）3与酸、碱反应
二、影响反应速率的因素（T、P、C、催化剂、接触面积等）
二、例题
【例题1】（2010年高考）碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。

以β-锂辉石（主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2）为原料制备Li2CO3的工艺流程如下：
已知：Fe3＋、Al3＋、Fe2＋和Mg2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、
9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303 K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g。

⑴步骤I前，β-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是________________。

【例题2】（2014年一模32）某地煤矿石经预处理后含SiO2（63%）、Al2O3（25%）、Fe2O3（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：
（1）“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为_____________、_________________。

（2）“酸浸”时铝浸出率的影响因素可能有_____________、___________。

（写出两个）
【例题3】（2014年二模）TeO 2是两性氧化物，微溶于水，可溶于强酸或强碱。

从上述阳极泥中提取碲的一种工艺流程如下：
①“碱浸”时TeO 2发生反应
的
化
学
方
程
式
为
_______________________________________。

【方法归纳】
原料预处理的各种方法
（1）粉碎或研磨：增大固液（或固气或固固）接触面积，加快反应（溶解）速率，增大原料的转化率（或浸取率）。

（2）煅烧或灼烧：不易转化的物质转为容易提取的物质；其他矿转化为氧化物；除去有机物；除去热不稳定的杂质
（3）酸浸：溶解、去氧化物（膜）、调节pH 促进水解（沉淀）
（4）碱溶：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH 促进水解（沉淀） 常见考查方式：
1）加快溶解（或反应）速率的方法：加热、搅拌、研磨（固液混合时）、增大气体与溶液的接触面积（气液混合时）、增大溶液浓度。

2）将样品粉碎的目的：增大反应物接触面积，加快反应速率，提高浸出率。

提高浸出率：加热、二次浸出、增加酸的用量等。

3）溶解时涉及的离子方程式。

（逐一分析样品中的物质）
课堂反馈练习
1、某科研小组以难溶性钾长石(K 2O·Al 2O 3·6SiO 2)为原料，提取Al 2O 3、K 2CO 3等物质，工艺流程如下：
（1）已知NaAlO
2和KAlO 2易发生如下水解反应：AlO 2－
+ 2H 2O
Al(OH)3+ OH －。

“浸取”
时应保持溶液呈________性(填“酸”或“碱”），“浸取”时不断搅拌的目的是_____ ____。

2、高纯六水氯化锶晶体(SrCl 2·6H 2O)具有很高的经济价值，工业上用难溶于水的碳酸锶（SrCO 3）为原料(含少量钡和铁的化合物等)，制备高纯六水氯化锶晶体的过程为：
已知： Ⅰ. SrCl 2·6H 2O 晶体在61℃时开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。

Ⅱ.有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH 表：
氢氧化物 Fe(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀的pH 1.5 6.5 沉淀完全的pH
3.7
9.7
（1）操作①加快反应速率的措施有 (写一种)。

3、碱式硫酸铁Fe(OH)SO 4对水中的悬浮物、有机物、硫化物、重金属等都能絮凝，工业上常用硫酸亚铁法制备，工艺流程如下图所示：
已知： Fe 3+
沉淀完全时的pH ＝3.1， Fe 2+
沉淀完全时的pH ＝9.7。

（1）请写出溶解过程中加快溶解速率和提高浸出率的两点措施：
_______________________________，______________________________。

4、海带提取I 2
海带提取I 2先灼烧再溶解而不直接浸泡海带
的原因 。

溶解海带灰时要煮沸2～3min 的目的： 。

【自我检测】
工业 碳酸锶 浆液
水 盐酸 ①
适量 1mol/L H 2SO 4 ②
溶液 少量 30%H 2O 2
调节pH 至4 ③过滤
滤液 滤渣
步骤④ ⑤过滤
氯
化 锶 晶 体
⑥干燥 洗涤 高 纯 六 水 氯化锶 晶 体
灼烧 适量酒精 溶解 煮沸 2-3分钟
润湿 5g
海带 20mL 蒸馏水 过滤 氧化 几滴3mol·L -1H 2SO 4
1.5mL3％H 2O 2
萃取、分液 2-3mLCCl 4 反萃取、分液 适量40％NaOH 酸化 适量45％H 2SO 4 过滤 I 2固体
1、用软锰矿制备MnSO4
酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有______________（任写一点）。

2、工业上可以用废铁屑制备活性Fe3O4, 流程如下图:
(1)在制备过程中, 不但要将块状固体原料粉碎、磨成粉末, 而且反应池、合成池都要安装搅拌机, 作用都是。

(1)加快黄铜矿焙烧速率，可采用的措施有 (写两种)：
4、（2011年改编）由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用
吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。

工艺流程如下：
（注：NaCl 熔点为801℃；AlCl 3在181℃升华）
（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，原因： 。

5、（2011年二模）活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。

以氧化锌粗品为原料制备
活性氧化锌的生产工艺流程如下：
一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH 见下表：
沉淀物 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Fe(OH)2 pH
3.2
6.7
8.0
9.7
“溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒，目的是_____________________________。

6、净水剂液体聚合硫酸铝铁兼具铁盐和铝盐的双重絮凝特性，一般是以铁盐为主，铝盐为辅。

现用的铝土矿（其主要成分是Al 2O 3，含有少量杂质Fe 2O 3和SiO 2，其他杂质忽略不计）来制备该净水剂，其工艺流程如下：
（1）H 2SO 4浓度的适宜范围是45%~50%，反应的适宜温度是100℃，其目的是： ；
答案例题
1、增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率。

2、（1）Al 2O 3+6H +
===2Al 3+
+3H 2O ； Fe 2O 3+6H +
===2Fe 3+
+3H 2O
（2）盐酸的浓度、反应温度、煤矸石颗粒大小、是否充分搅拌、反应时间 3、TeO 2+2NaOH=Na 2TeO 3+H 2O 课堂反馈练习
答案：1. （2）碱；提高浸取速率（或增大原料浸出率）
2. （1）加热、充分搅拌、适当增加盐酸浓度等
(写一种) （2分）。

（6）A （2分） 3. （1）适当升温、充分搅拌、延长溶解时间等
氧化锌粗品
H 2SO 4 溶解
滤渣
产品
滤液
Na 2CO 3 煅烧
除杂
滤液 沉淀
滤渣
4、海带中部分碘元素以有机碘化物形式存在于细胞组织中，不易转移到水中，因此直接浸泡海带碘的提取率较低。

煮沸2-3分钟，一是加快I－溶解，二是使海带灰中I－尽可能全部溶解。

自我检测：
1、粉碎矿石或适当升高温度或搅拌
2、增大反应物之间的接触面积, 增大反应速率, 提高生产效率
3、
4、防止精炼时氧化铁和石英砂分别与铝发生置换反应产生新的杂质
5、增大固液接触面积，加快溶解时的反应速率
6、（1）提高铁和铝的浸出率。