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热点题空1　化工生产中原料的预处理
【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，做到初步分离
酸浸 ①在酸性溶液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②溶解金属氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解等③用盐酸、硝酸酸溶时要注意控温，用硫酸酸溶时要关注Pb2+、Ca2+、Ag+会生成PbSO4、CaSO4、Ag2SO4在滤渣中出现
碱浸 ①除去金属表面的油污②溶解铝、氧化铝等③在碱性溶液中使两性化合物(Al2O3、BeO、ZnO等)溶解，溶解Al、Be、Zn、SiO2等，不溶物通过过滤除去的过程
盐浸 用铵盐溶液、FeCl3溶液等
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、煅烧 使物质高温分解或者氧化除去杂质，改变物质结构，使物质能溶解
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
灼烧 灼烧是将固体物质加热到高温以达到脱水、分解或除去挥发性杂质、有机物和铵盐等目的的操作。灼烧通常指的是实验室里对固体进行的高温操作，加热仪器有酒精灯、煤气灯或电炉等，如海带提碘实验中通过灼烧除去有机物
焙烧 焙烧是将矿石、精矿在空气、氯气、氢气、甲烷、一氧化碳或二氧化碳等气流中不加或配加一定物料，加热至低于炉料的熔点，发生氧化、还原或其他化学变化的过程
煅烧 煅烧是指将物料在低于熔点的适当温度下加热,使其分解并除去所含结晶水、CO2或 SO2等挥发性物质的过程，所以煅烧过程的反应物通常是固体，生成物是另一种固体和气体，如煅烧高岭土
【题组训练】
1．钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的＋2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是_________________________
2．某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液(含Ni2＋、Co2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋和Mn2＋)。实现镍、钴、镁元素的回收
用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出一条即可)
3．LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下：
为提高溶矿速率，可采取的措施有　　　　　　　　　　　　　(举1例)
4．利用含锌废料(主要成分是氧化锌，含有少量铁、铝、铜、锰等金属氧化物或盐)制备氯化锌的一种工艺流程如下：
为了提高盐酸浸取效率，可采取的措施有_________________________
5．某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中镁的工艺流程如下：
试回答在“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有_______________________________(两条即可)
6．用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下：
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软锰矿预先粉碎的目的是______________________________________
7．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：
提高铜镉渣的“浸出”速率的措施有________________________________(写出1条即可)
8．铈(Ce)是一种稀土元素,可用作催化剂和制备特种玻璃等。CeO2是最优质的玻璃抛光粉。用酸溶-萃取法由氟碳铈矿(主要成分是CeCO3F和LaCO3F，杂质为Al2O3和难溶于酸的物质等)制备CeO2的主要生产流程如下：
氧化焙烧前将矿石粉碎成细颗粒的目的是_________________________________________________
9．稀土是一种不可再生的战略性资源，被广泛应用于电子信息、国防军工等多个领域。一种从废弃阴极射线管(CRT)荧光粉中提取稀土元素钇(Y)的工艺流程如下：
已知：废弃CRT荧光粉的化学组成(某些不参与反应的杂质未列出)
成分含量/% Y2O3 ZnO Al2O3 PbO2 MgO
预处理前 24.28 41.82 7.81 1.67 0.19
预处理后 68.51 5.42 4.33 5.43 0.50
试回答步骤Ⅰ中进行原料预处理的目的______________________
10．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)：
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“碱浸”中NaOH的两个作用分别是__________________________________________
11．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__________________________
12．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：
用乙醇洗涤废催化剂的目的是____________________
13．三氧化二镍(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
14．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______________________________________
15．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__________________________________
16．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
“钯碳”焚烧过程中空气一定要过量，目的是__________________________________
17．废旧锂离子电池正极材料的主要成分为碳棒和LiNixCoyMn1－x－yO2，另含少量Al、Fe杂质。某厂按如图流程对废旧锂离子电池的正极进行回收再生。回答有关问题：
通入空气，800℃焙烧目的是_______________________________
18．工业上以铬铁矿(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7 2H2O)的工艺流程如图。回答下列问题：
焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是_______________________
19．钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是一种金属腐蚀抑制剂。如图是利用钼精矿(主要成分是MoS2，含少量PbS等)为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图。
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在焙烧炉中，空气从炉底进入，矿石经粉碎后从炉顶加入，这样处理的目的是_________________________
20．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：
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______________________________________
21．一种利用含AgCl的废渣制取AgNO3的工艺流程如下：
在氨水浓度、固液质量比和温度均一定时，为提高银的浸取率还可采取的措施是__________________________
22．利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如图：
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已知硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋
酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_______________、____________________(答出两点)
23．高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影等领域。以工业级氧化锌(含Fe2＋、Mn2＋、Cu2＋、Ni2＋、Cd2＋等)为原料，用硫酸浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程如下(已知：Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38)：
浸出时，为了提高浸出效率可采取的措施有(写两种)________________________________________
24．锂离子电池与传统电池相比，充电更快，功率密度更高，使用时间更长，在手机和笔记本电脑等便携式电子产品上广泛应用。工业上常以锂辉矿(主要成分为 LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂，其中一种工艺流程如下：
已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH如表：
酸浸时，为了提高浸取率可采取如升高温度、搅拌、多次浸取、___________________等措施
25．钴酸锂(LiCoO2)电池是一种应用广泛的新型电源，电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。实验室尝试对废旧钴酸锂电池回收再利用。实验过程如下：
废旧电池初步处理为粉末状的目的是_______________________________________
26．高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影等领域。以工业级氧化锌(含Fe2＋、Mn2＋、Cu2＋、Ni2＋、Cd2＋等)为原料，用硫酸浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程如下：
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已知Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38
浸出时，为了提高浸出效率可采用的措施有(写两种)：____________________________
27．磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下：
上述流程中能加快反应速率的措施有_______________________________________
28．钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3
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该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子 Fe3＋ Fe2＋ Al3＋ Mn2＋
开始沉淀pH 1.9 7.0 3.0 8.1
完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7 10.1
“酸浸氧化”需要加热，其原因是______________________________________________
【热点题空1　化工生产中原料的预处理】答案
1．加快“酸浸”速率
2．适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎，增大接触面积
3．粉碎菱锰矿或搅拌或适当升温
4．将固体废料粉碎、适当加热等
5．增大硫酸浓度、加热升高温度、边加硫酸边搅拌
解析：采取措施其目的是让更多的镁的化合物能与硫酸反应。
6．增大接触面积，充分反应，提高反应速率
解析：软锰矿粉碎后，表面积增大，即在反应中增大了反应物的接触面积，一是可以使之充分反应；二是可以提高反应速率
7．适当升高浸取液温度(或将铜镉渣磨制成粉末等)
解析：(1)升高温度、增大反应物表面积等均可提高反应速率
8．增大固体与空气的接触面积,增大反应速率,提高原料的利用率
9．除去ZnO和Al2O3
解析：由已知中预处理前和预处理后的成分含量变化可得，预处理的目的为除去ZnO和Al2O3。
10．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。
11．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Fe
12．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SiO2
13．酒精清洗
14．与C反应，提供反应所需的热量
15．除去碳和有机物
16．使碳充分燃烧而除去
解析：“ 钯碳"中含有较多的碳(93% ~ 94% ) ，故焚烧时通入足量的空气，是为了使碳充分燃烧而除去。故答案为：使碳充分燃烧而除去
17．除去正极材料中的碳　
解析：废旧锂离子电池正极材料的主要成分为碳棒和LiNixCoyMn1－x－yO2，另含少量Al、Fe杂质，经800 ℃焙烧，将碳转化为二氧化碳
18．增大反应物接触面积，提高化学反应速率
解析：焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是利用热量使O2向上流动，增大固体与气体的接触面积，提高化学反应速率，故答案为：增大反应物接触面积，提高化学反应速率。
19．增大固气接触面积，加快反应速率，提高原料利用率　
解析：矿石经粉碎及从炉顶加入可增大固气接触面积，加快反应速率，同时使原料中的MoS2尽可能反应，提高原料利用率
20．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
21．适当延长浸取时间或者将滤渣再次浸取
22．升高温度(加热)　搅拌　
解析：酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是延长浸取时间、加快溶解速度等措施，可以升高温度增大物质的溶解度或搅拌加快溶解速度。
23．增大锌反应的表面积，加快化学反应速率
24．粉碎矿石、延长浸取时间(或增大酸的浓度等，其他合理答案也可)
25．增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率
解析：废旧电池初步处理为粉末状的目的是：增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率
26．将工业级氧化锌粉碎、搅拌(其他合理答案也可)　
解析：为了提高浸出效率，可以适当增大硫酸浓度、搅拌、将固体粉碎、提高浸出温度等
27．研磨，加热
28．加快酸浸氧化反应速率(促进氧化完全)
解析：“酸浸氧化”过程中钒矿粉、MnO2和30% H2SO4发生反应，常温下反应速率较小，加热的目的是加快酸浸氧化反应速率
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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