资源简介

原料预处理：
1——焙烧、灼烧、煅烧：
目的：
i） ii） iii）
iv） v）
涉及的方程式：
①ZnS、Cu2S、FeS2、FeCO3等与O2一起煅烧：
ZnS与O2： Cu2S与O2：
FeS2与O2： FeCO3与O2：
②与Na2CO3一起烧：
SiO2与Na2CO3： Al2O3与Na2CO3：
2——浸取：
（1）根据浸取剂不同，分为：酸浸、碱浸、水浸、盐浸、有机物浸。
（2）目的：
i） ii） iii）
iv） v）
（3）涉及的方程式：
Al+NaOH： SiO2+NaOH： NaOH+Al2O3：
Mg+NH4Cl： MgO+NH4Cl： Ag+HNO3：
（4）酸浸常用是酸问题：
常用的酸是 ，常见的滤渣是 ，不用HNO3的原因是 ，什么环境下不用硫酸用硝酸 ；不用稀盐酸的原因是 ，什么环境下用盐酸 。
（二）两个“率”和工业流程分析：
1——浸取时提高速率的方法：
、 （雾化，雾化的仪器：多孔泡）；（2） ；（3） ；（4） 。
常见详细答法：加入过量的XXX，边加边搅拌。注意：浓度和温度的答法细节。
2——浸取时提高浸取率的方法：
、 ；（2） ；（3） ；（4） ；（5） 。
3——固定的答题模板：
（1）粉碎的目的是： ， ， 。
（2）浸取剂过量和少量的优缺点： 、 、 。
（3）提高固体的焙烧效率方法： 、 、 、 。
4——工业流程图分三档：
→ →
分析：明确目标产物的主线路程、明确杂质元素的除去路程、明确主线物质的化合价变化。
（三）例题：
1、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）的工艺流程如右图：
已知：①废弃CRT荧光粉的化学组成（某些不参与反应的杂质未列出）如表所示；
②不同离子沉淀的pH如下图所示．
（1）步骤Ⅰ中进行原料预处理的目的为 。
（2）步骤Ⅱ中有黄绿色气体产生，该反应的化学方程式为 。
（3）步骤Ⅲ中发生的主要反应的离子方程式为 。
（4）步骤Ⅳ中除杂试剂DDTC除去的杂质离子有 ，其不能通过直接加碱的方法除去，原因为 。
（5）步骤Ⅴ中Y3+沉淀完全时，需保证滴加草酸后的溶液中c(C2O42-)不低于 mol/L．（已知：当离子浓度小于10-5mol/L时，沉淀就达完全；Ksp[Y2(C2O4)3]=8.0×10-25）
（6）步骤Ⅵ中草酸钇隔绝空气加热可以得到Y2O3，该反应的化学方程式为 。
答案：（1）除去ZnO和Al2O3、富集稀土元素、在后续操作中能降低耗酸量等。
（2）PbO2+4HCl=△=PbCl2+Cl2↑+2H2O （3）Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
（4）Zn2+、Pb2+ Pb2+、Zn2+与Y3+沉淀的pH相近，三者因同时沉淀而发出分离
（5）2.010-5 （6）Y2(C2O4)3=△=Y2O3+3CO↑+3CO2↑
2、碲（Te）位于元素周期表第ⅥA族，由该元素组成的物质可用作石油裂化的催化剂，电镀液的光亮剂，玻璃的着色材料，合金材料的添加剂等。精炼铜的阳极泥主要含Cu2Te、Au、Ag等，利用下列工艺流程可回收碲：
已知：TeO2的熔点为733 ℃，微溶于水，可溶于强酸和强碱。 回答下列问题：
（1）Te与S的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序为 （用化学式表示）。
（2）“酸浸1”需加热，加热的目的是 ，“酸浸1”发生反应的氧化产物是 （写化学式）。
（3）“水浸”后“滤液1”的颜色是 。
（4）从可持续发展意识和绿色化学观念来看，“滤渣2”进行酸浸的意义是 。
答案：（1）H2SO4>H2TeO4 （2）加快浸出速率；CuSO4、TeO2 （3）蓝色（或浅蓝色）
（4）滤渣2经过酸浸可得到含CuSO4的滤液，并可达到回收Au、Ag的目的，符合可持续发展和绿色化学观念。
3、电解精炼铜的阳极泥中主要含有Ag、Au等贵重金属。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程图：
（1）氯金酸（HAuCl4）中的Au的化合价为 。
（2）铜阳极泥氧化时，采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是 。
（3）“焙烧渣”在“①酸浸”时发生反应的离子方程式为 。
（4）“②浸金”反应中，H2SO4的作用为 ，该步骤的分离操作中，需要对所得的AgCl进行水洗。简述如何判断AgCl已经洗涤干净： 。
（5）氯金酸（HAuCl4）在PH为2~3的条件下被草酸还原为Au，同时放出二氧化碳气体，则该反应的化学方程式为
。
（6）甲醛还原法沉积银，通常是在搅拌下于室温及弱碱性条件下进行，甲醛被氧化为碳酸氢根离子，则该反应的离子方程式为 。
答案：（1）+3 （2）高温焙烧时，生成的Ag2O又分解为Ag和O2 （3）Ag2O+2H++2Cl-=2AgCl+H2O
（4）提供H+，增强NaClO3的氧化性； 取最后一次洗涤液少许于试管中，滴入Ba(NO3)2溶液，若没有白色沉淀产生，则已洗涤干净，反之，则需要继续洗涤。 （5）2HAuCl4+3H2C2O4=2Au+8HCl+6CO2↑
（6）4Ag(SO3)23-+HCHO+5OH-=4Ag+8SO32-+3H2O+HCO3-
4、碳酸锂（相对分子质量为74）广泛应用于化工、冶金、陶瓷、医药、制冷、焊接、锂合金等行业。制备流程如下：
已知：碳酸锂的溶解度为（g/L）
（1）锂辉石（Li2Al2Si4Ox）可以用氧化物的形式表示其组成，形式为 。
（2）硫酸化焙烧工业反应温度控制在250～300℃，主要原因是 ；同时，硫酸用量为理论耗酸量的115%左右，硫酸如果加入过多则 （填入选项代号）。
A、增加酸消耗量 B、增加后续杂质的处理量 C、增加后续中和酸的负担
（3）水浸时，需要在搅拌下加入石灰石粉末的主要作用是 。
（4）“沉锂”的化学方程式为 。
（5）“沉锂”需要在95℃以上进行，主要原因是 。过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠，还可能含有 和 。
答案：（1）Li2O·Al2O3·4SiO2 （2）温度低于250，反应速率较慢，温度高于300，硫酸挥发较多 ABC
（3）除去多余的硫酸，同时调整pH，除去大部分杂质 （4）Na2CO3+Li2SO4=Li2CO3↓+Na2SO4
（5）温度越高，碳酸锂溶解度降低，可以增加产率 碳酸钠 碳酸锂
5、NiSO4 6H2O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等。可由电镀废渣（除含镍外，还含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质）为原料获得。工艺流程如下：
（1）用稀硫酸溶解废渣时，为了提高浸取率可采取的措施有 。（答2点）
（2）向滤液中滴入适量Na2S溶液，目的是除去Cu2+、Zn2+，写出除去Cu2+的离子方程式 。
（3）在40℃左右，用6%的H2O2氧化Fe2+，再在95℃时加入NaOH调节pH，除去Fe和Cr。此外，还常用NaClO3作氧化剂，在较小的pH条件下水解，最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀除去。如图是温度-pH与生成沉淀关系图，图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域[已知25℃时，Fe(OH)3的Ksp=2.64×10-39]。下列说法正确的是： 。
A、FeOOH中铁为+2价 B、常温时，用H2O2氧化Fe2+，再在pH=4时除去Fe，此时溶液中c(Fe3+)=2.6×10-29mol/L
C、用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+：6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O
D、工业生产中常保持在85~95℃生成黄铁矾钠，此时水体的pH约为3
（4）上述流程中滤液III的主要成分是 。
（5）操作I的实验步骤依次为（实验中选用的试剂：6mol/L的硫酸、蒸馏水、pH试纸）I） ；II） ；III）蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得NiSO4 6H2O晶体；IV）用少量乙醇洗涤晶体并晾干。
答案：（1）加热、搅拌、适当增大硫酸浓度（任选2点） （2）Cu2++S2-=CuS↓ （3）C （4）NiSO4
过滤、并用蒸馏水洗涤沉淀 向沉淀中加6mol/L的硫酸溶液，直至沉淀恰好完全
6、无氧化二钒在冶金、催化剂、磁性材料等领域有重要作用。实验室以含钒废料（含有V2O3、Fe2O3、Al2O3、CuO、有机物等）来制备V2O5的一种工艺流程如下：
已知：I、含钒离子在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系：
pH 4~6 6~8 8~10
主要离子 VO2+ VO3- V2O74-
II、常温下，难溶电解质的Ksp如下表：
难溶电解质 Cu(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2
Ksp 4.8×10-20 4.0×10-38 1.9×10-33 1.8×10-11
焙烧过程中除了V2O5、Fe2O3、Al2O3、CuO中的某些物质参加反应外，焙烧的一个作用是 。
写出焙烧过程中生成Mg(VO3)2的化学方程式 。
调pH的作用除了沉淀某些金属阳离子外，还有的作用是 。
加适量氨水调pH得滤渣1，若调pH为7，通过计算判断Al3+是否沉淀完全 。
若净化1时直接加入足量的碳酸铵，可能导致的后果是 。
煅烧时，除生成V2O5外，还生成参与大气循环的气体，该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比 。
答案：（1）除去含矾废料中的有机物 （2）V2O3+O2+MgCO3=高温=Mg(VO3)2+CO2 （3）使溶液中的含矾微粒以VO3-的形式存在 （4）沉淀完全（计算结果略） （5）会生成NH4VO3沉淀，降低矾的利用率 （6）3：41
（一）原料预处理：
1——焙烧、灼烧、煅烧：
（1）目的：
i） ii） iii）
iv） v）
（2）涉及的方程式：
①ZnS、Cu2S、FeS2、FeCO3等与 O2一起煅烧：
ZnS与 O2： Cu2S与 O2：
FeS2与 O2： FeCO3与 O2：
②与 Na2CO3一起烧：
SiO2与 Na2CO3： Al2O3与 Na2CO3：
2——浸取：
（1）根据浸取剂不同，分为：酸浸、碱浸、水浸、盐浸、有机物浸。
（2）目的：
i） ii） iii）
iv） v）
（3）涉及的方程式：
Al+NaOH： SiO2+NaOH： NaOH+Al2O3：
Mg+NH4Cl： MgO+NH4Cl： Ag+HNO3：
（4）酸浸常用是酸问题：
常用的酸是 ，常见的滤渣是 ，不用 HNO3的原因是 ，什么环
境下不用硫酸用硝酸 ；不用稀盐酸的原因是 ，什么环境下用盐
酸 。
（二）两个“率”和工业流程分析：
1——浸取时提高速率的方法：
（1） 、 （雾化，雾化的仪器：多孔泡）；（2） ；（3） ；（4） 。
常见详细答法：加入过量的 XXX，边加边搅拌。注意：浓度和温度的答法细节。
2——浸取时提高浸取率的方法：
（1） 、 ；（2） ；（3） ；（4） ；（5） 。
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1
3——固定的答题模板：
（1）粉碎的目的是： ， ， 。
（2）浸取剂过量和少量的优缺点： 、 、 。
（3）提高固体的焙烧效率方法： 、 、 、 。
4——工业流程图分三档：
（1） → →
（2） 分析：明确目标产物的主线路程、明确杂质元素的除去路程、明确主线物质的化合价变化。
（三）例题：
1、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）的工艺流程如右图：
已知：①废弃 CRT荧光粉的化学组成（某些不参与反应的杂质未列出）如表所示；
②不同离子沉淀的 pH如下图所示．
（1）步骤Ⅰ中进行原料预处理的目的为 。
（2）步骤Ⅱ中有黄绿色气体产生，该反应的化学方程式为 。
（3）步骤Ⅲ中发生的主要反应的离子方程式为 。
（4）步骤Ⅳ中除杂试剂 DDTC除去的杂质离子有 ，其不能通过直接加碱的方法除去，原因为 。
（5）步骤Ⅴ中 Y3+沉淀完全时，需保证滴加草酸后的溶液中 c(C2O42-)不低于 mol/L．（已知：当离子浓度小
于 10-5mol/L时，沉淀就达完全；Ksp[Y2(C2O4)3]=8.0×10-25）
（6）步骤Ⅵ中草酸钇隔绝空气加热可以得到 Y2O3，该反应的化学方程式为 。
答案：（1）除去 ZnO和 Al2O3、富集稀土元素、在后续操作中能降低耗酸量等。
（2）PbO2+4HCl=△=PbCl2+Cl2↑+2H2O （3）Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
（4）Zn2+、Pb2+ Pb2+、Zn2+与 Y3+沉淀的 pH相近，三者因同时沉淀而发出分离
（5）2.0×10-5 （6）Y2(C2O4)3=△=Y2O3+3CO↑+3CO2↑
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1
2、碲（Te）位于元素周期表第ⅥA族，由该元素组成的物质可用作石油裂化的催化剂，电镀液的光亮剂，玻璃的着色
材料，合金材料的添加剂等。精炼铜的阳极泥主要含 Cu2Te、Au、Ag等，利用下列工艺流程可回收碲：
已知：TeO2的熔点为 733 ℃，微溶于水，可溶于强酸
和强碱。回答下列问题：
（1）Te与 S 的最高价氧化物对应的水化物的酸性强
弱顺序为 （用化学式表示）。
（2）“酸浸 1”需加热，加热的目的是 ，“酸浸 1”发生反应的氧化产物是 （写化学式）。
（3）“水浸”后“滤液 1”的颜色是 。
（4）从可持续发展意识和绿色化学观念来看“，滤渣 2”进行酸浸的意义是 。
答案：（1）H2SO4>H2TeO4 （2）加快浸出速率；CuSO4、TeO2 （3）蓝色（或浅蓝色）
（4）滤渣 2经过酸浸可得到含 CuSO4的滤液，并可达到回收 Au、Ag的目的，符合可持续发展和绿色化学观念。
3、电解精炼铜的阳极泥中主要含有 Ag、Au等贵重金属。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程图：
（1）氯金酸（HAuCl4）中的 Au的化合价为 。
（2）铜阳极泥氧化时，采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是 。
（3）“焙烧渣”在“①酸浸”时发生反应的离子方程式为 。
（4）“②浸金”反应中，H2SO4的作用为 ，该步骤的分离操作中，需要对所得的 AgCl进行水洗。简述
如何判断 AgCl已经洗涤干净： 。
（5）氯金酸（HAuCl4）在 PH为 2~3 的条件下被草酸还原为 Au，同时放出二氧化碳气体，则该反应的化学方程式为
。
（6）甲醛还原法沉积银，通常是在搅拌下于室温及弱碱性条件下进行，甲醛被氧化为碳酸氢根离子，则该反应的离子
方程式为 。
答案：（1）+3 （2）高温焙烧时，生成的 Ag2O又分解为 Ag和 O2 （3）Ag2O+2H++2Cl-=2AgCl+H2O
（4）提供 H+，增强 NaClO3的氧化性； 取最后一次洗涤液少许于试管中，滴入 Ba(NO3)2溶液，若没有白色沉淀产生，
则已洗涤干净，反之，则需要继续洗涤。 （5）2HAuCl4+3H2C2O4=2Au+8HCl+6CO2↑
（6）4Ag(SO3)23-+HCHO+5OH-=4Ag+8SO32-+3H2O+HCO3-
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1
4、碳酸锂（相对分子质量为 74）广泛应用于化工、冶金、陶瓷、医药、制冷、焊接、锂合金等行业。制备流程如下：
已知：碳酸锂的溶解度为（g/L）
（1）锂辉石（Li2Al2Si4Ox）可以用氧化物的形式表示其组成，形式为 。
（2）硫酸化焙烧工业反应温度控制在 250～300℃，主要原因是 ；同时，硫酸用量为理论耗酸
量的 115%左右，硫酸如果加入过多则 （填入选项代号）。
A、增加酸消耗量 B、增加后续杂质的处理量 C、增加后续中和酸的负担
（3）水浸时，需要在搅拌下加入石灰石粉末的主要作用是 。
（4）“沉锂”的化学方程式为 。
（5）“沉锂”需要在 95℃以上进行，主要原因是 。过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠，还可
能含有 和 。
答案：（1）Li2O·Al2O3·4SiO2 （2）温度低于 250℃，反应速率较慢，温度高于 300℃，硫酸挥发较多 ABC
（3）除去多余的硫酸，同时调整 pH，除去大部分杂质 （4）Na2CO3+Li2SO4=Li2CO3↓+Na2SO4
（5）温度越高，碳酸锂溶解度降低，可以增加产率 碳酸钠 碳酸锂
5、NiSO4 6H2O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等。可由电镀废渣（除含镍外，还含有 Cu、
Zn、Fe、Cr等杂质）为原料获得。工艺流程如下：
（1）用稀硫酸溶解废渣时，为了提高浸取率可采取的措施有 。（答 2点）
（ 2 ） 向 滤 液 中 滴 入 适 量 Na2S 溶 液 ， 目 的 是 除 去 Cu2+ 、 Zn2+ ， 写 出 除 去 Cu2+ 的 离 子 方 程
式 。
（3）在 40℃左右，用 6%的 H2O2氧化 Fe2+，再在 95℃时加入 NaOH调节 pH，除去 Fe
和 Cr。此外，还常用 NaClO3作氧化剂，在较小的 pH条件下水解，最终生成一种浅黄色
的黄铁矾钠[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀除去。如图是温度-pH与生成沉淀关系图，图中阴
影部分是黄铁矾稳定存在的区域[已知 25℃时，Fe(OH)3的 Ksp=2.64×10-39]。下列说法
正确的是： 。
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A、FeOOH中铁为+2价 B、常温时，用 H2O2氧化 Fe2+，再在 pH=4时除去 Fe，此时溶液中 c(Fe3+)=2.6×10-29mol/L
C、用氯酸钠在酸性条件下氧化 Fe2+：6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O
D、工业生产中常保持在 85~95℃生成黄铁矾钠，此时水体的 pH约为 3
（4）上述流程中滤液 III的主要成分是 。
（5）操作 I的实验步骤依次为（实验中选用的试剂：6mol/L的硫酸、蒸馏水、pH试纸）I） ；
II） ；III）蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得 NiSO4 6H2O晶体；IV）用少量乙醇洗涤晶体并晾干。
答案：（1）加热、搅拌、适当增大硫酸浓度（任选 2点） （2）Cu2++S2-=CuS↓ （3）C （4）NiSO4
（5）过滤、并用蒸馏水洗涤沉淀 向沉淀中加 6mol/L的硫酸溶液，直至沉淀恰好完全
6、无氧化二钒在冶金、催化剂、磁性材料等领域有重要作用。实验室以含钒废料（含有 V2O3、Fe2O3、Al2O3、CuO、
有机物等）来制备 V2O5的一种工艺流程如下：
已知：I、含钒离子在溶液中的主要存在形式与溶液 pH的关系：
pH 4~6 6~8 8~10
主要离子 VO2+ VO3- V2O74-
II、常温下，难溶电解质的 Ksp如下表：
难溶电解质 Cu(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2
Ksp 4.8×10-20 4.0×10-38 1.9×10-33 1.8×10-11
（1）焙烧过程中除了 V2O5、Fe2O3、Al2O3、CuO中的某些物质参加反应外，焙烧的一个作用是 。
（2）写出焙烧过程中生成 Mg(VO3)2的化学方程式 。
（3）调 pH的作用除了沉淀某些金属阳离子外，还有的作用是 。
（4）加适量氨水调 pH得滤渣 1，若调 pH为 7，通过计算判断 Al3+是否沉淀完全 。
（5）若净化 1时直接加入足量的碳酸铵，可能导致的后果是 。
（6）煅烧时，除生成 V2O5外，还生成参与大气循环的气体，该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比 。
答案：（1）除去含矾废料中的有机物 （2）V2O3+O2+MgCO3=高温=Mg(VO3)2+CO2 （3）使溶液中的含矾微粒以
VO3-的形式存在 （4）沉淀完全（计算结果略） （5）会生成 NH4VO3沉淀，降低矾的利用率 （6）3：4
5 / 5（一）原料预处理：
手段 目的 方程式
焙烧、 灼烧、 煅烧 改变结构，使不易转化的物质转为容易提取或溶解的物质，例如，使高岭土中的Al2O3转化为可溶于酸的结构 除去有机物等可燃性物质，如碘的提取中，灼烧的目的是除去有机物 原料在高温下反应 除去硫、碳等单质 除去热不稳定物质 加O2一起烧：ZnS、Cu2S、FeS2、FeCO3等 加Na2CO3一起烧：SiO2、Al2O3
浸取： 酸浸、碱浸、 水浸、盐浸、 有机物浸 酸浸：除去氧化膜、溶解、调节pH促进水解（沉淀） 碱浸：去油污（碱煮水洗），去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解（沉淀） 水浸：分离溶解和不溶的固体物质 盐浸：盐类物质水解显酸性、碱性，作用同酸浸或碱浸 有机物浸：溶解度角度，例如，S和无机物溶液反应前用酒精润湿或用CS2溶解等 写出下列方程式： Al+NaOH、 SiO2+NaOH、 NaOH+Al2O3、 Mg+NH4Cl、 MgO+NH4Cl
粉碎、研磨、雾化 增大接触面积，加快XXX速率，提高XX率 雾化的仪器：多孔泡
（二）两个“率”和工业流程分析：
1——浸取时提高速率的方法：
粉碎、研磨；（2）升温；（3）增大浸取液的浓度；（4）搅拌。
常见详细答法：加入过量的XXX，边加边搅拌。
2——浸取时提高浸取率的方法：
粉碎、研磨；（2）升温；（3）增大浸取液的浓度；（4）搅拌；（5）延长浸取时间。
3——固定的答题模板：
（1）粉碎的目的是：增大接触面积，加快浸取速率，提高浸取率
（2）浸取剂过量和少量的优缺点：浪费角度、防止水解等副反应角度、速率/浸取率角度
（3）提高固体的焙烧效率方法：增加氧气的量、固体充分粉碎、逆流焙烧、适当升温等
4——工业流程图分三档：
（1）原料预处理→核心转化→目标产物提纯
（2）分析：明确目标产物的主线路程、明确杂质元素的除去路程、明确主线物质的化合价变化

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