资源简介

(共38张PPT)
第七章：无机工艺流程题主题系列
2025
第54讲 原料的预处理
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
2024全国甲卷8题 炼锌废渣中提取钴，资源的回收利用，主要对原料预处理中酸浸、净化除杂（复分解反应除杂、氧化还原除杂、调pH值除杂）、滤液、滤渣的成分判断进行考查。
2024全国新课标卷8题 从湿法炼锌废渣中得到含锰高钴成品，资源的回收利用，主要对原料预处理中原料粉碎、酸浸、氧化还原除杂、调节pH促进水解净化除杂方法及其目的、滤液、滤渣的成分判断、和氧化还原陌生方程式书写进行考查。
2024河北卷16题 从石煤中提取V2O5，资源的回收利用，主要对原料预处理中焙烧、水浸、盐浸、离子交换、滤液、滤渣的成分判断、洗脱工序和浸出率、绿色化学思想、流程中指定转化的方程式书写进行考查。
2024山东卷18题 以铅精矿为主要原料提取金属Pb和Ag，矿物资源利用，主要对原料预处理中盐浸、氧化还原除杂方法及其目的、滤液、滤渣的成分判断、流程中指定转化的方程式书写、氧化还原有关物质的量的计算进行考查。
2024湖南卷16题 从铜阳极泥回收贵金属Au和Ag，结合理论的综合类资源的回收利用工艺流程，主要对原料预处理中氧化酸浸、净化除杂、滤液、滤渣的成分判断、和氧化还原陌生方程式书写进行考查。
2024湖北卷16题 从宇航器件中提取铍，物质制备类工艺流程，主要对原料预处理中酸浸、萃取反萃取知识进行考查。
2024北京卷18题 利用黄铜矿生产纯铜，矿物资源利用物质制备类工艺流程，主要对原料预处理中焙烧、酸浸、由图像分析温度对浸取率的影响、氧化还原陌生方程式书写进行考查。
2024甘肃卷15题 以高炉渣原料，对炼钢烟气进行回收利用，结合理论的综合类资源的回收利用工艺流程，主要对原料预处理中焙烧、水浸、净化除杂、滤液、滤渣的成分判断、沉淀的转化、流程中指定转化的方程式书写进行考查。
2024安徽卷15题 从铜阳极泥中分离提纯金和银，资源的回收利用，主要对原料预处理中浸取和滤液、滤渣的成分判断、氧化还原知识、流程中指定转化的方程式书写进行考查。
2024吉林卷16题 以载金硫化矿粉冶炼金,矿物资源利用，主要对原料预处理中细菌氧化、酸浸、盐浸、净化除杂，滤液、滤渣的成分判断、置换、绿色化学思想和氧化还原方程式书写进行考查。
2024年原料预处理考向考点统计
知识重构
工艺流程模型
煅烧/焙烧/灼烧
水浸/酸浸/碱浸/盐浸
浸出
物质转化
与分离阶段
净化除杂
矿物资源
海水资源
工业废料
研磨/粉碎/搅拌
原料预处理阶段
一、区分焙烧、煅烧、灼烧：
焙烧是固体物料在高温不发生熔融的条件下进行的反应过程，可以有氧化、热解、还原、卤化等，通常用于无机化工和冶金工业。焙烧过程有加添加剂和不加添加剂两种类型。此外，焙烧有时也可以作为金属矿物精炼的过程。焙烧过程根据反应性质可分为氧化焙烧、还原焙烧、碱性焙烧、氯化焙烧、硫酸化焙烧、挥发焙烧等。氧化焙烧在焙烧操作中应用最为广泛，是指在氧化气氛中低于焙烧物料熔点对原料进行处理，目的是为了把金属元素氧化为金属氧化物，同时除去易挥发的物质。还原焙烧是指将氧化矿预热至一定温度，然后用还原性气体（含 CO、H2、CH4等）或粉煤、焦炭等还原矿物中部分或全部高价金属的过程。氯化焙烧是指借助氯化剂（可用氯气、HCl 等气体作氯化剂，也可用CaCl2、NaCl、MgCl2、FeCl3等固体作氯化剂，固体氯化剂在氯化焙烧过程中，会全部或大部分转化成氯气或 HCl 等气体氯化剂再起作用）使物料中某些组分转变为气态或凝聚态的氯化物，从而与其他组分分离。碱性焙烧是以纯碱、烧碱或石灰石等碱性物质为反应剂，对固体原料进行高温处理的一种碱解过程。例如：软锰矿与苛性钾焙烧制取锰酸钾；铬铁矿与苛性钾焙烧制取铬酸钾。
焙烧过程所用设备，按固体物料运动特性，可分为固定床、移动床和流动床几类；按其所用加热炉的形式可分为反射炉、多膛炉、竖窑、回转窑、沸腾炉、施风炉等。
原料预处理阶段
一、区分焙烧、煅烧、灼烧：
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。煅烧在工业上可用于制备固体（或气体）原料，如煅烧石灰石制备生石灰，同时得到副产物 CO2；还可以用于生产产品，如侯氏制碱法最终通过煅烧 NaHCO3固体制Na2CO3等。
灼烧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称为灼烧。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，大学 实验室里还常用到电加热套、管式炉和马弗炉等。
原料预处理阶段
一、区分焙烧、煅烧、灼烧：
(2021年湖南卷)
（2022年辽宁卷）
(2022年湖南卷)
(2022年全国甲卷)
原料预处理阶段
原料预处理阶段
二、浸取： 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。
1、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。
2、酸浸：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。常用硫酸、盐酸、硝酸等，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。
3、碱浸：碱溶常用NaOH溶液、氨水、Na2CO3溶液等，与碱接触反应或溶解。NaOH溶液与酸性氧化物和两性氧化物反应（如Si、Al、Zn、Cr等元素），或与NH3形成配离子进入溶液。
4、盐浸：用铵盐溶液、FeCl3溶液。
5、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。
原料预处理阶段
预处理操作 潜在的作用（目的）分析
研磨/粉碎/雾化/喷洒/搅拌 减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积。
①加快反应速率，②提高浸取率（充分反应）
水浸 与水接触反应或溶解
酸浸 ①溶解、与氧化物反应
②调节pH促进水解（沉淀）
③抑制水解④提高物质的氧化性
碱浸 ①去油污（比如碳酸钠溶液）
②溶解铝、氧化铝膜、二氧化硅
③调节pH促进水解（沉淀）
焙烧 ①除去挥发性物质②使原料初步转化，不易转化的物质转化为容易提取的物质，③改变物质的结构。如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质改变结构，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。
设问点：
1、是什么？…操作的目的是….
所加试剂的作用是….
应该选择什么试剂？
2、怎么做？
加快化学反应速率措施是…
提高浸取率的措施是….
3、为什么？
原因是….
4、方程式书写
原料预处理阶段
1.碳酸盐难溶于水+2价离子M2+常用NH4HCO3或(NH4)2CO3来除去
2.+2价重金属M2+可用Na2S,或MnS等将其转化为更难溶的沉淀而除去
3.Ca2+,Mg2+等可以通过氟化物沉淀CaF2↓,MgF2↓而除去
S2-、I-、Fe2+、金属等
Cl2、KClO3、O2、H2O2、MnO2、KMnO4、HNO3等
三、净化、除杂：
常见的沉淀剂：
1.复分解反应：
2.氧化还原反应：
常见氧化剂：
常见还原剂：
3.调pH除杂：
4.置换反应：
5.溶解平衡：
6.萃取、反萃取：
萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。反萃取——萃取剂的再生
通过①加入一定量的酸或碱②加入对应的盐或氧化物来调节pH除杂
（2020山东选择题）
已知Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子[FeCl4]-，该配离子在乙醚（Et2O，沸点34.6℃）中生成缔合物Et2O·H+·[FeCl4]-
B．分液时，应先将下层液体由分液漏斗下口放出
C．分液后水相为无色，说明已达到分离目的
D．蒸馏时选用直形冷凝管
[FeCl4]-
水相
萃取剂
有机相
A．萃取振荡时，分液漏斗下口应倾斜向下
萃取剂的再生
实验室分离Fe3+和Al3+的流程如下
水相
有机相
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模型建构
名师导学
2025
知识重构
重温经典
(2023福建省)
(2)“焙烧1”中，晶体Fe2(SO4)3.xH2O和CoSO4.yH2O总质量随温度升高的变化情况如下：
①升温至227℃过程中，晶体总质量变小的原因是 ；566~600℃发生分解的物质是
(填化学式)。
②为有效分离铁、钴元素，“焙烧1”的温度应控制为 ℃。
(6)“焙烧2”中Cu2S发生反应的化学方程式为 ；“滤渣2”是 (填化学式)。
(2024年北京卷)
（1）矿石在焙烧前需粉碎，其作用是 。
增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分
焙 烧
失去结晶水
Fe2(SO4)3
600~630
SiO2
白合金是铜钴矿冶炼中间产物，一种从白合金(主要含Fe3O4、CoO、CuS、Cu2S及少量SiO2)中分离回收金属的流程如下：
(1)“酸浸 1”中，可以加快化学反应速率的措施有 （任写其中一种），CoO 发生反应的离子方程式 。
粉碎白合金、搅拌、适当升温、适当增大稀H2SO4浓度等
CoO+2H+=Co2++H2O
重温经典
(2022年全国甲卷)
(2)为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有 、 。
(2022年辽宁卷)
(1)为提高焙烧效率，可采取的措施为___________。
a．进一步粉碎矿石
b．鼓入适当过量的空气
c．降低焙烧温度
(2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为
___________________________________。
将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积、增大硫酸的浓度等
增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率
(2022年河北卷)
(2)黄铁矿研细的目的是_______。
(2021年山东卷)
(1)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_______________________。
增大反应物接触面积，提高化学反应速率
(1)ab (2)2Bi2S3+9O2=2Bi2O3+6SO2
焙 烧
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为 。
焙烧
ZnCO3==ZnO+CO2↑
(2024年安徽省)15. 精炼铜产生的铜阳极泥富含Cu、Ag、Au等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提收金和银的流程，如下图所示。
（2）“浸出液1”中含有的金属离子主要是_______。
（3）“浸取2”步骤中，单质金转化为的化学方程式为_______。
（4）“浸取3”步骤中，“浸渣2”中的_______(填化学式)转化为Ag[(S2O3)2]3-。
Cu2+
重温经典
浸 取
2Au+8HCl+3H2O2=2HAuCl4+6H2O
Ag和Au
Cu2+
AgCl
HAuCl4
Ag[(S2O3)2]3-
Cu、Ag、Au
AgCl
(2024甘肃卷）
（1）高炉渣与(NH4)2SO4经焙烧产生的“气体”是 。
（2）“滤渣”的主要成分是CaSO4和 。
（3）“水浸2”时主要反应的化学方程式为 ，
该反应能进行的原因是 。
(2023辽宁卷）
(1)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)。
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
重温经典
浸 取
SiO2
CaSO4+(NH4)2CO3=CaCO3+(NH4)2CO3
Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3)，微溶的硫酸钙转化为更难溶的碳酸钙
NH3
我国科研人员以高炉渣(主要成分为CaO、MgO、Al2O3和SiO2等)为原料，对炼钢烟气(CO2和水蒸气)进行回收利用，有效减少了环境污染，主要流程如图所示：
（已知： ）
(2021 河北卷)
(2)工序①的名称为_________________
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…
(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是___________________________________，为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式_____________________。
(2020 全国卷Ⅲ)
(2022 山东卷)
回收利用洗涤液X的操作单元是_______；
酸解
重温经典
除去油脂，溶解铝及其氧化物　
浸 取
（2021全国Ⅰ卷）磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。
（4）“水浸渣”在160℃“酸溶”，最适合的酸是____。“酸溶渣”的成分是____、___。
AlO2-＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
加水浸取
硫酸
SiO2 CaSO4
（2021·河北模拟）合理利用工厂烟灰，变废为宝，对保护环境具有重要意义。以某钢铁厂烟灰(主要成分为ZnO，并含少量的CuO、MnO2、Fe2O3等)为原料制备氧化锌的工艺流程如下：
(1)“浸取”工序中加入过量氨水的目的：①使ZnO、CuO溶解，转化为[Zn(NH3)4]2+和[Cu(NH3)4]2+配离子；② 。
ZnO+2NH3·H2O+2NH4+ =[Zn(NH3)4]2++3H2O
MnO2 Fe2O3
增大溶液pH， 将 HCO3-转化为CO32-
重温经典
浸 取
（2023河北10）闭环循环有利于提高资源利用率和实现绿色化学的目标。利用氨法浸取可实现废弃物铜包钢的有效分离，同时得到的CuCl可用于催化、医药、冶金等重要领域。工艺流程如下：
已知：室温下的Ksp(CuCl)=10-6.8。回答下列问题：
(1)首次浸取所用深蓝色溶液①由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到，其主要成分为_(填化学式)。(2)滤渣的主要成分为__________。(填化学式)。
(3)浸取工序的产物为[Cu(NH3)2]Cl，该工序发生反应的化学方程式为____________________。
浸取后滤液的一半经氧化工序可得深蓝色溶液①，氧化工序发生反应的离子方程式为______。
(4)浸取工序宜在30~40。C之间进行，当环境温度较低时，浸取液再生后不需额外加热即可进行浸取的原因是_____________________________。
重温经典
盐 浸
[Cu(NH3)4]Cl2
Fe
[Cu(NH3)4]Cl2+Cu=2[Cu(NH3)2]Cl
8NH3+[Cu(NH3)2]++O2+4H+=4[Cu(NH3)4]2++2H2O
盐酸和液氨反应放热
(2019 新课标Ⅰ)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_____________________________。
(2)“滤渣1”的主要成分有________________________，为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子，可选用的化学试剂是_________。
NH4HCO3+NH3== (NH4)2CO3
重温经典
盐 浸
Mg2B2O5·H2O
SiO2
少量Fe2O3、Al2O3
利用盐类水解产生的H+
Fe2O3、Al2O3、SiO2
SiO2 、Fe2O3、Al2O3
KSCN
(2019·江苏卷)
重温经典
盐 浸
1.6104
（2022年3月太原市一模-26）无水氯化镨（PrCl3）是制取稀土金属镨及镨合金的主要原料，采用以下工艺流程可由孪生矿（主要含ZnS、FeS、Pr2S3、SiO2等）制备氯化镨晶体（PrCl3·6H2O）。
已知：①2FeCl3+ZnS=ZnCl2+2FeCl2+S；2FeCl3+FeS=3FeCl2+S
（1）①若其他条件不变，采取下列措施能提高镨元素浸出率的有 。
A.适当升高溶浸温度 B.适当加快搅拌速率 C.适当缩短溶浸时间
②写出“溶浸”时Pr2S3发生反应的离子方程式： 。
（2）“滤渣1”的主要成分是 。
重温经典
盐 浸
AB
Pr2S3+6Fe3+=6Fe2++2Pr3++3S
SiO2、S
重温经典
复分解反应除杂
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是 (填化学式)；精制Ⅰ后Li+溶液中的浓度为2.0mol/L，则常温下精制Ⅱ过程中CO32-浓度应控制在 mol/L以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收HCl外，还将增加 的用量(填化学式)。
(3)精制Ⅱ的目的是 ；进行操作时应选择的试剂是 ，若不进行该操作而直接浓缩，将导致 。
（2023山东卷17）盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO42-和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如下：
CaSO4、Mg(OH)2
5.510-3
CaO
加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的Ca2+转化为CaCO3（或除去精制Ⅰ所得滤液中的Ca2+），提高Li2CO3纯度
盐酸
缩液中因CO32-浓度过大使得Li+过早沉淀，即浓缩结晶得到的NaCl中会混有Li2CO3，最终所得Li2CO3的产率减小
重温经典
复分解反应除杂
(1)“沉淀1”为 。
(2)向“滤液1”中加入适量固体Li2CO3的目的是 。
Mg(OH)2
将Ca2+转化为CaCO3而除去
重温经典
（2023新课标27）铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：
净化除杂
(2)水浸渣中主要有SiO2和 。
(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是 。
(4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果，若pH<9时，会导致 ；pH>9时，会导致 。
Fe2O3
PO43-会与H+反应使其浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀，同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理
Al(OH)3
镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中NH4+浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀
重温经典
(2022全国甲卷26题)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：
净化除杂
(3)加入物质X调溶液pH=5，最适宜使用的X是 (填标号)。
A．NH3·H2O B．Ca(OH)2 C．NaOH
滤渣①的主要成分是 、 、 。
(4)向80~90℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤，滤渣
②中有MnO2，该步反应的离子方程式为 。
(5)滤液②中加入锌粉的目的是 。
B
Fe(OH)3 CaSO4 SiO2
置换Cu2+为Cu从而除去，不引入新杂质
3Fe2++MnO4-+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+
（2022年辽宁卷）某工厂采用辉铋矿(主要成分为 Bi2S3，含有 FeS2、SiO2 杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备 BiOCl 和 MnSO4，工艺流程如下：
重温经典
净化除杂
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出Bi3+和Mn2+；② 。
(4)滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(5)生成气体A的离子方程式为 。
(6)加入金属Bi的目的是 。
已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3；
抑制金属离子水解，还原Mn2O3
SiO2
Mn2O3+6H++2Cl―=2Mn2++Cl2↑+3H2O
将Fe3+转化为Fe2+，不引入新的杂质
(2024湖北卷16). 铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐[Be3Al2(SiO3)6]中提取铍的路径为：
（3）“萃取分液”的目的是分离Be2+和Al3+，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是_______。
（4）写出反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化学方程式_______。“滤液2”可以进入_______步骤再利用。
重温经典
萃取与反萃取
无明显现象
反萃取
BeA2(HA)2+6NaOH=Na2[Be(OH)4]+4NaA+2H2O
（2022·江苏）实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3，其部分实验过程如下：
(3)通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程，可制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3。己知Ce3+能被有机萃取剂(简称HA)萃取，其萃取原理可表示为：Ce3+(水层)+3HA (有机层)
Ce(A)3 (有机层)+ 3H+(水层)
①加氨水“中和”去除过量盐酸，使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是______。
②反萃取的目的是将有机层Ce3+转移到水层。使Ce3+尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有 (填两项)。
③与“反萃取”得到的水溶液比较，滤去Ce2(CO3)3沉淀的滤液中，物质的量减小的离子有 。
重温经典
萃取与反萃取
(1)“酸浸”时CeO2与H2O2溶液反应生成Ce3+并放出O2，该反应的离子方程式为 。
①降低溶液中氢离子的浓度，提高Ce3+萃取率，促进碳酸氢根的电离，增大溶液中碳酸根的浓度
2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O
酸性条件，多次萃取
Ce3+、H+
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
工艺流程模型
浸 取
1.稀硫酸与浓硫酸
2.过量试剂对下一步的影响
浸取
目的
溶解固体，便于除杂
措施
搅拌
粉碎矿石
适当升温
适当增加溶剂浓度
适当加入过量溶剂
名称
水浸
酸浸
碱浸
盐浸
过滤除去难溶于水的杂质
碱性氧化物等与酸反应
热碱除油污
溶解酸性氧化物
利用盐类的水解调节pH
沉淀某些离子
发生氧化还原反应等
相当于酸浸或碱浸
浸 取
1.稀硫酸与浓硫酸
2.过量试剂对下一步的影响
浸取
目的
溶解固体，便于除杂
措施
搅拌
粉碎矿石
适当升温
适当增加溶剂浓度
适当加入过量溶剂
名称
水浸
酸浸
碱浸
盐浸
过滤除去难溶于水的杂质
碱性氧化物等与酸反应
热碱除油污
溶解酸性氧化物
利用盐类的水解调节pH
沉淀某些离子
发生氧化还原反应等
相当于酸浸或碱浸
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
原料预处理阶段
预处理操作 潜在的作用（目的）分析
研磨/粉碎/雾化/喷洒/搅拌 减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积。
①加快反应速率，②提高浸取率（充分反应）
水浸 与水接触反应或溶解
酸浸 ①溶解、与氧化物反应
②调节pH促进水解（沉淀）
③抑制水解④提高物质的氧化性
碱浸 ①去油污（比如碳酸钠溶液）
②溶解铝、氧化铝膜、二氧化硅
③调节pH促进水解（沉淀）
焙烧 ①除去挥发性物质②使原料初步转化，不易转化的物质转化为容易提取的物质，③改变物质的结构。如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质改变结构，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。
设问点：
1、是什么？…操作的目的是….
所加试剂的作用是….
应该选择什么试剂？
2、怎么做？
加快化学反应速率措施是…
提高浸取率的措施是….
3、为什么？
原因是….
4、方程式书写第54讲 原料的预处理
1.（2023辽宁10）某工厂采用如下工艺制备，已知焙烧后元素以价形式存在，下列说法错误的是（ ）
A．“焙烧”中产生
B．滤渣的主要成分为
C．滤液①中元素的主要存在形式为
D．淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
2．（2023福建6）从炼钢粉尘(主要含和)中提取锌的流程如下：
“盐浸”过程转化为，并有少量和浸出。下列说法错误的是（ ）
A．“盐浸”过程若浸液下降，需补充
B．“滤渣”的主要成分为
C．“沉锌”过程发生反应
D．应合理控制用量，以便滤液循环使用
3．（2024年湖南卷16节选）铜阳极泥(含有Au、、、等)是一种含贵金属的可再生资源，回收贵金属的化工流程如下：
已知：①当某离子的浓度低于时，可忽略该离子的存在；
② ；
③易从溶液中结晶析出；
④不同温度下的溶解度如下：
温度℃ 0 20 40 60 80
溶解度/g 14.4 26.1 37.4 33.2 29.0
回答下列问题：
（2）“滤液1”中含有和，“氧化酸浸”时反应的离子方程式为______；
（3）“氧化酸浸”和“除金”工序抣需加入一定量的：
①在“氧化酸浸”工序中，加入适量的原因是_______。
②在“除金”工序溶液中，浓度不能超过_______。
4．（2024吉林省16）中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为_______(填化学式)。
（2）“细菌氧化”中，发生反应的离子方程式为_______。
（3）“沉铁砷”时需加碱调节，生成_______(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含微粒的沉降。
（4）“培烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“培烧氧化”，“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。
A. 无需控温 B. 可减少有害气体产生 C. 设备无需耐高温 D. 不产生废液废渣
（5）“真金不拍火炼”，表明难被氧化，“浸金”中的作用为_______。
（6）“沉金”中的作用为_______。
（7）滤液②经酸化，转化为和的化学方程式为_______。用碱中和可生成_______(填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。
5.（2023全国甲26）是一种压电材料。以为原料，采用下列路线可制备粉状。
回答下列问题：
(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是 。
(2)“焙烧”后固体产物有、易溶于水的和微溶于水的。“浸取”时主要反应的离子方程式为 。
(3)“酸化”步骤应选用的酸是 (填标号)。
a．稀硫酸 b．浓硫酸 c．盐酸 d．磷酸
(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？ ，其原因是 。
(5)“沉淀”步骤中生成的化学方程式为 。
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的 。
6.（2023北京18）以银锰精矿(主要含、、)和氧化锰矿(主要含)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知：酸性条件下，的氧化性强于。
(1) “浸锰”过程是在溶液中使矿石中的锰元素浸出，同时去除，有利于后续银的浸出：矿石中的银以的形式残留于浸锰渣中。
①“浸锰”过程中，发生反应，则可推断： (填“>”或“<”)。
②在溶液中，银锰精矿中的和氧化锰矿中的发生反应，则浸锰液中主要的金属阳离子有 。
(2) “浸银”时，使用过量和的混合液作为浸出剂，将中的银以形式浸出。
①将“浸银”反应的离子方程式补充完整： 。
②结合平衡移动原理，解释浸出剂中的作用： 。
(3) “沉银”过程中需要过量的铁粉作为还原剂。
①该步反应的离子方程式有 。
②一定温度下，的沉淀率随反应时间的变化如图所示。解释分钟后的沉淀率逐渐减小的原因： 。
(4)结合“浸锰”过程，从两种矿石中各物质利用的角度，分析联合提取银和锰的优势： 。
7．(2022年河北卷节选)以焙烧黄铁矿FeS2(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝Fe(NH4)Fe(CN)6颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)红渣的主要成分为_______(填化学式)，滤渣①的是主要成分为_______(填化学式)。
(2)黄铁矿研细的目的是_______。
(3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为_______。
(4)工序①的名称为_______，所得母液循环使用。
8．(2021年河北卷节选)绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图：
回答下列问题：
(2)工序①的名称为_________________。
(3)滤渣的①主要成分是______________(填化学式)
9. (2021年湖南卷节选)Ce2(CO3)3可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中，铈(Ce)主要以CePO4形式存在，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物质。以独居石为原料制备Ce2(CO3)3 nH2O的工艺流程如下：
回答下列问题：
(2)为提高“水浸”效率，可采取的措施有______________________________(至少写两条)。
(3)滤渣Ⅲ的主要成分是_____________(填化学式)
(4)加入絮凝剂的目的是__________________
10．（2021·湖北·高考真题）废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为CuIn0.5Ga0.5Se2。某探究小组回收处理流程如图：
回答下列问题：
(1)硒(Se)与硫为同族元素，Se的最外层电子数为___；镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族，CuIn0.5Ga0.5Se2中Cu的化合价为___。
(2)“酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为____。
(3)25℃时，已知：Kb(NH3·H2O)≈2.0×10-5，Ksp[Ga(OH)3]≈1.0×10-35，Ksp[In(OH)3]≈1.0×10-33，Ksp[Cu(OH)2]≈1.0×10-20，“浸出液”中c(Cu2+)=0.01mol·L-1。当金属阳离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时沉淀完全，In3+恰好完全沉淀时溶液的pH约为___(保留一位小数)；若继续加入6.0mol·L-1氨水至过量，观察到的实验现象是先有蓝色沉淀，然后___；为探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，计算反应Ga(OH)3+NH3·H2O[Ga(OH)4]-+NH的平衡常数K=___。
(已知：Ga3++4OH-[Ga(OH)4]- K′=≈1.0×1034)
(4)“滤渣”与SOCl2混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中SO是否洗净的试剂是___；“回流过滤”中SOCl2的作用是将氢氧化物转化为氯化物和___。
(5)“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为___。
11.（2021·辽宁·高考真题）从钒铬锰矿渣(主要成分为、、)中提铬的一种工艺流程如下：
已知：pH较大时，二价锰[](在空气中易被氧化.回答下列问题：
(1)Cr元素位于元素周期表第_______周期_______族。
(2)用溶液制备胶体的化学方程式为_______。
(3)常温下，各种形态五价钒粒子总浓度的对数[]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液中，“沉钒”过程控制，则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为_______(填化学式)。
(4)某温度下，、的沉淀率与pH关系如图2。“沉铬”过程最佳pH为_______；在该条件下滤液B中_______【近似为，的近似为】。
(5)“转化”过程中生成的离子方程式为_______。
(6)“提纯”过程中的作用为_______。
12. 用辉铜矿(主要成分为 Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备难溶于水的碱式碳酸铜的流程如下：
(1)下列措施是为了加快浸取速率，其中无法达到目的的是______
A．延长浸取时间 B．将辉铜矿粉碎 C．充分搅拌 D．适当增加硫酸浓度
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是MnO2、S、SiO2，请写出“浸取”反应中生成S的离子方程式________________________。
(3)研究发现，若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，可能的原因是____________________ 。
(4)“除铁”的方法是通过调节溶液pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3。则加入的试剂A可以是____________(填化学式)；“赶氨”时，最适宜的操作方法是____________。
(5)“沉锰”(除Mn2+)过程中有关反应的离子方程式为________________________________。
(6)滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是____________(填化学式)。
13. NiSO4·6H2O是一种绿色易溶于水的晶体，可由电镀废渣(除镍外，还含有铜、锌、铁等元素)为原料获得。操作步骤如下：
(1)向滤液Ⅰ中加入FeS是为了生成难溶于酸的硫化物沉淀而除去Cu2+、Zn2+等杂质，则除去Cu2+的离子方程式为　　　　　　。
(2)根据对滤液Ⅱ的操作作答：
①往滤液Ⅱ中加入H2O2发生反应的离子方程式为_________________________________。
②调滤液ⅡpH的目的是__________________。
③检验Fe3+是否除尽的操作和现象是___________________________________________ 。
(3)滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO4，加Na2CO滤后得到NiCO3固体，再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4，这两步操作的目的是______________________________________________。
(4)得到的NiSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作可得到NiSO4·6H2O晶体
①在进行蒸发浓缩操作时，加热到____________________(描述实验现象)时，则停止加热。
②为了提高产率，过滤后得到的母液要循环使用，则应该回流到流程中的_____(填“a”、“b”、“c”或“d”)位置。
③如果得到产品的纯度不够，则应该进行________________(填操作名称)操作。
14. 氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：
已知：①菱锰矿石主要成分是MnCO3，还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素
②相关金属离子[c(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀时的pH如下：
金属离子 Al3＋ Fe3＋ Fe2＋ Ca2＋ Mn2＋ Mg2＋
开始沉淀的pH 3.8 1.5 6.5 10.6 8.1 9.6
沉淀完全的pH 5.2 3.7 9.7 12.6 10.1 11.6
③常温下，CaF2、MgF2的溶度积分别为1.46×10－10、7.42×10－11
回答下列问题：
(1)“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为__________________________。
(2)分析下列图1、图2、图3，氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是：焙烧温度_________，氯化铵与菱锰矿粉的质量之比为________，焙烧时间为__________________________。
(3)浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入MnO2将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式为_________________；然后调节溶液pH使Fe3＋、Al3＋沉淀完全，此时溶液的pH范围为_________，再加入NH4F沉淀Ca2＋、Mg2＋，当c(Ca2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1时，c(Mg2＋)＝_______mol·L－1。
(4)碳化结晶时，发生反应的离子方程式为__________________________________________。
(5)流程中能循环利用的固态物质是___________。
15. 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：
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＋
(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_______________、____________________(答出两点)。
(2)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3＋转化为Cr2O，则此反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为__________。
(3)常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示：
阳离子 Fe3＋ Al3＋ Cr3＋
开始沉淀时的pH 2.7 － －
沉淀完全时的pH 3.7 5.4(＞8溶解) 9(＞9溶解)
①用NaOH调节溶液的pH不能超过8，其理由是_____________________________________。
②当pH＝8时，Mg2＋______________ (填“是”或“否”)开始沉淀(溶液中Mg2＋浓度不超过1 mol·L－1)。已知：Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11。
(4)上述流程中，加入NaOH溶液后，溶液呈碱性，Cr2O转化为CrO，写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式：_____________________________。
第 54 讲-原料的预处理答案及解析
1.B
【分析】焙烧过程中铁转化为三氧化铁、铬元素被氧化转化为对应钠盐，水浸中氧化铁不溶转化为滤渣，滤液中存在铬酸钠，与淀粉的水解产物葡萄糖发生氧化还原得到氢氧化铬沉淀。
【详解】A．铁、铬氧化物与碳酸钠和氧气反应时生成氧化铁、铬酸钠和二氧化碳，A正确；
B．焙烧过程铁元素被氧化，滤渣的主要成分为氧化铁，B错误；
C．滤液①中元素的化合价是+6价，铁酸钠遇水水解生成氢氧化铁沉淀溶液显碱性，所以Cr 元素主要存在形式为，C正确；
D．由分析知淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用，D正确；
故选B。
2.B
【分析】“盐浸”过程转化为，发生反应，根据题中信息可知，Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解，通入空气氧化后Fe2+和Fe3+转化为Fe(OH)3；“沉锌”过程发生反应为：，经洗涤干燥后得到产物ZnS及滤液。
【详解】A. “盐浸”过程中消耗氨气，浸液下降，需补充，A正确；
B. 由分析可知，“滤渣”的主要成分为Fe3O4和Fe2O3，只含少量的Fe(OH)3，B错误；
C. “沉锌”过程发生反应，C正确；
D. 应合理控制用量，以便滤液循环使用，D正确；
故答案选B。
3.（2）
（3） ①. 使银元素转化为AgCl沉淀 ②. 0.5
【分析】铜阳极泥（含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等）加入H2O2、H2SO4、NaCl氧化酸浸，由题中信息可知，滤液1中含有Cu2+和H2SeO3，滤渣1中含有Au、AgCl、PbSO4；滤渣1中加入NaClO、H2SO4、NaCl，将Au转化为Na[AuCl4]除去，滤液2中含有Na[AuCl4]，滤渣2中含有AgCl、PbSO4；在滤渣2中加入Na2SO3，将AgCl转化为Ag2SO3，过滤除去PbSO4，滤液3含有Ag2SO3；滤液2中加入Na2S2O4，将Ag元素还原为Ag单质，Na2S2O4转化为Na2SO3，滤液4中溶质主要为Na2SO3，可继续进行银转化过程。
（2）滤液1中含有Cu2+和H2SeO3，氧化酸浸时Cu2Se与H2O2、H2SO4发生氧化还原反应，生成、和，反应的离子方程式为：
；
（3）①在“氧化酸浸”工序中，加入适量的原因是使银元素转化为AgCl沉淀；
②由题目可知，在“除金”工序溶液中，若加入过多，AgCl则会转化为，当某离子的浓度低于1.0×10 5mol L 1时，可忽略该离子的存在，为了不让AgCl发生转化，则另，由，可得，即浓度不能超过；
4.（1）CuSO4 （2）
（3） （4）BC （5）做络合剂，将Au转化为从而浸出
（6）作还原剂，将还原为Au
（7） ①. ②. NaCN
【分析】矿粉中加入足量空气和H2SO4，在pH=2时进行细菌氧化，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，过滤，滤液中主要含有Fe3+、、As（Ⅵ），加碱调节pH值，Fe3+转化为胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降，过滤可得到净化液；滤渣主要为Au，Au与空气中的O2和NaCN溶液反应，得到含的浸出液，加入Zn进行“沉金”得到Au和含的滤液②。
（1）“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要成分为CuSO4；
（2）“细菌氧化”的过程中，FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和，离子方程式为：；
（3）“沉铁砷”时，加碱调节pH值，Fe3+转化为胶体，可起到絮凝作用，促进含As微粒的沉降；
（4）
A．细菌的活性与温度息息相关，因此细菌氧化也需要控温，A不符合题意；
B．焙烧氧化时，金属硫化物中的S元素通常转化为SO2，而细菌氧化时，金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐，可减少有害气体的产生，B符合题意；
C．焙烧氧化需要较高的温度，因此所使用的设备需要耐高温，而细菌氧化不需要较高的温度就可进行，设备无需耐高温，C符合题意；
D．由流程可知，细菌氧化也会产生废液废渣，D不符合题意；
故选BC；
（5）“浸金”中，Au作还原剂，O2作氧化剂，NaCN做络合剂，将Au转化为从而浸出；
（6）“沉金”中Zn作还原剂，将还原为Au；
（7）滤液②含有，经过H2SO4的酸化，转化为ZnSO4和HCN，反应得化学方程式为：；用碱中和HCN得到的产物，可实现循环利用，即用NaOH中和HCN生成NaCN，NaCN可用于“浸金”步骤，从而循环利用。
5.【答案】(1)做还原剂，将还原 (2)
(3)c (4) 不可行 产物中的硫化物与酸反应生成的有毒气体会污染空气，而且与盐酸反应生成可溶于水的，导致溶液中混有杂质无法除去、最终所得产品的纯度降低
(5) (6)
【分析】由流程和题中信息可知，与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到、、易溶于水的和微溶于水的；烧渣经水浸取后过滤，滤渣中碳粉和，滤液中有和；滤液经酸化后浓缩结晶得到晶体；晶体溶于水后，加入和将钡离子充分沉淀得到；经热分解得到。
【详解】（1）“焙烧”步骤中，与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到、、和，被还原为，因此，碳粉的主要作用是做还原剂，将还原。
（2）“焙烧”后固体产物有、易溶于水的和微溶于水的。易溶于水的 与过量的可以发生复分解反应生成硫化钙沉淀，因此，“浸取”时主要反应的离子方程式为。
（3）“酸化”步骤是为了将转化为易溶液于的钡盐，由于硫酸钡和磷酸钡均不溶于水，而可溶于水，因此，应选用的酸是盐酸，选c。
（4）如果焙烧后的产物直接用酸浸取是不可行的，其原因是：产物中的硫化物与酸反应生成的有毒气体会污染空气，而且与盐酸反应生成可溶于水的，导致溶液中混有杂质无法除去、最终所得产品的纯度降低。
（5）“沉淀”步骤中生成的化学方程式为：++=。
（6）“热分解”生成粉状钛酸钡，该反应的化学方程式为，，因此，产生的=。
6.(1) > 、
(2) 是为了与电离出的结合生成，使平衡正向移动，提高的浸出率；是为了抑制水解，防止生成沉淀
(3) 、 被氧气氧化为，把氧化为
(4)可将两种矿石中的锰元素同时提取到浸锰液中，得到，同时将银元素和锰元素分离开；生成的还可以用于浸银，节约氧化剂
【分析】银锰精矿(主要含、、)和氧化锰矿(主要含)混合加溶液，使矿石中的锰元素浸出，同时去除，矿石中的银以的形式残留于浸锰渣中，浸锰液中主要的金属阳离子有、；浸锰渣中与过量和的混合液反应，将中的银以形式浸出，用铁粉把还原为金属银。
【详解】（1）①“浸锰”过程中，矿石中的银以的形式残留于浸锰渣中，发生反应，硫化锰溶于强酸而硫化银不溶于强酸，则可推断：>；
②根据信息，在溶液中二氧化锰可将氧化为，自身被还原为，则浸锰液中主要的金属阳离子有、。
（2）①中S元素化合价升高，Fe元素化合价降低，根据得失电子守恒、元素守恒，该离子方程式为；
②是为了与电离出的结合生成，使平衡正向移动，提高的浸出率；是为了抑制水解，防止生成沉淀。
（3）①铁粉可将还原为单质银，过量的铁粉还可以与铁离子发生反应，因此离子方程式为、；
②溶液中生成的会被空气中的氧气缓慢氧化为，把部分氧化为，因此后银的沉淀率逐渐降低。
（4）联合提取银和锰的优势在于“浸锰”过程可将两种矿石中的锰元素同时提取到浸锰液中，将银元素和锰元素分离开，利用的氧化性将中的氧化为，同时生成的还可以用于浸银，节约氧化剂，同时得到。
7.(1)①Fe2O3 ②SiO2 (2)增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率
(3)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O15FeSO4+8H2SO4
8.(2)溶解浸出 (3)MgO、Fe2O3
9. (2)适当升高温度，将独居石粉碎等
(3)Al(OH)3
(4)促使铝离子沉淀
10. (1) 6 +1
(2)Cu2O+H2O2+2H2SO4=2CuSO4+3H2O
(3) 4.7 蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色 2.0×10-6
(4) HCl溶液、BaCl2溶液 作溶剂
(5)GaCl3+NH3GaN+3HCl
【解析】
废旧CIGS首先焙烧生成金属氧化物，之后再用硫酸和过氧化氢将氧化亚铜中+1价铜氧化为+2价，再加氨水分离氢氧化铜，过滤，氨水过量氢氧化铜再溶解，用SOCl2溶解，以此解题。
(1)硫为第VIA族元素，硒(Se)与硫为同族元素，故Se的最外层电子数为6，镓(Ga)和铟(In)位于元素周期表第IIIA族，则根据正负化合价为零则可以知道CuIn0.5Ga0.5Se2中Cu的化合价为+1；
(2)“酸浸氧化”为酸性条件下H2O2烧渣中Cu2O反应，其方程式为：Cu2O+H2O2+2H2SO4=2CuSO4+3H2O；
(3)In3+恰好完全沉淀时c(OH-)=≈1.0×10-3，c(H+)=1.0×10-4.7，故答案是pH=4.7；蓝色沉淀是氢氧化铜，继续滴加氨水会生成四氨合铜离子，这时氢氧化铜会溶解，故答案是蓝色沉淀溶解，溶液变成深蓝色；由反应方程式可知，由K′=≈1.0×1034，得
K==
=1.0×1034×KSP([Ga(OH)3]×Kb(NH3 H2O)，代入数据可知K=2.0×10-6；
(4)检验滤渣中SO42-是否洗净可以加入强酸和含钡离子的盐，故试剂是HCl溶液、BaCl2溶液；通过“回流过滤”分为两部分滤渣和滤液，故SOCl2的另一个作用是作溶剂；
(5)高温气相沉积”过程中是氨气和GaCl3反应，其方程式为：GaCl3+NH3GaN+3HCl。
11. (1) 4 VIB
(2)FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
(3)H3V2O7-
(4) 6.0 1×10-6
(5)Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O
(6)防止pH较大时，二价锰[Mn(Ⅱ)]被空气中氧气氧化，转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面，使产物不纯
【解析】
分析本工艺流程图可知，“沉钒”步骤中使用氢氧化铁胶体吸附含有钒的杂质，滤液中主要含有Mn2+和Cr3+，加热NaOH“沉铬”后，Cr3+转化为固体A为Cr(OH)3沉淀，滤液B中主要含有MnSO4，加入Na2S2O3主要时防止pH较大时，二价锰[Mn(Ⅱ)]被空气中氧气氧化，Cr(OH)3煅烧后生成Cr2O3，“转化”步骤中的反应离子方程式为：Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O，据此分析解题。
(1)Cr是24号元素，价层电子对排布式为：3d54s1，根据最高能层数等于周期序数，价电子数等于族序数，故Cr元素位于元素周期表第4周期VIB族，故答案为：4；VIB；
(2)用FeCl3溶液制备Fe(OH)2胶体的化学方程式为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl，故答案为：FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl；
(3)常温下，各种形态五价钒粒子总浓度的对数[lgc总(V)]与pH关系如图1。已知钒铬锰矿渣硫酸浸液c总(V)=0.01 mol L 1 ，lgc总(V)=-2，从图中可知， “沉钒”过程控制pH=3.0，
lgc总(V)=-2时，与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为H3V2O7-，故答案为：H3V2O7-；
(4)某温度下，Cr(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的沉淀率与pH关系如图2，由图中信息可知“沉铬”过程最佳pH为6.0；则此时溶液中OH-的浓度为：c(OH-)=10-8mol/L，在该条件下滤液B中
c(Cr3+)= ==1×10-6 mol L 1 ，故答案为：6.0；1×10-6；
(5)由分析可知，“转化”过程中生成MnO2的离子方程式为Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O，故答案为：Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O；
(6)由分析可知，“提纯”过程中Na2S2O3的作用为防止pH较大时，二价锰[Mn(Ⅱ)]被空气中氧气氧化，转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面，使产物不纯，故答案为：防止pH较大时，二价锰[Mn(Ⅱ)]被空气中氧气氧化，转化为MnO2附在Cr(OH)3的表面，使产物不纯。
12. (1) A
(2) 2MnO2+Cu2S+8H+===S↓+2Cu2++2Mn2++4H2O
(3) Fe3+可加催化Cu2S被MnO2氧化
(4) CuO[或Cu(OH)2]　加热
(5) Mn2++HCO3－+NH3=MnCO3↓+NH4+
(6) (NH4)2SO4
【解析】 辉铜矿的主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质，加入稀硫酸和二氧化锰浸取，过滤得到滤渣为MnO2、SiO2、单质S，滤液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+，调节溶液pH除去铁离子，加入碳酸氢铵溶液沉淀锰，过滤得到滤液赶出氨气循环使用，得到碱式碳酸铜。
(1) 酸浸时，通过粉碎矿石或者升高温度或者进行搅拌等都可以提高浸取速率，延长浸取时间并不能提高速率。(2) “浸取”时：在酸性条件下MnO2氧化Cu2S得到硫单质、CuSO4和MnSO4，其反应的离子方程式是2MnO2+Cu2S+8H+=S↓+2Cu2++2Mn2++4H2O。(3) 浸取时氧化铁与稀硫酸生成硫酸铁和水，若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，Fe3+可催化Cu2S被MnO2氧化。(4) 加入的试剂A应用于调节溶液pH，促进铁离子的水解，但不能引入杂质，因最后要制备碱式碳酸铜，则可加入氧化铜、氢氧化铜等；因氨气易挥发，加热可促进挥发，则可用加热的方法赶氨。(5) “沉锰”(除Mn2+)过程中，加入碳酸氢铵和氨气，生成碳酸锰沉淀，反应的离子方程式为Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+。(6) 滤液Ⅱ主要是硫酸铵溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到硫酸铵晶体。
13. (1)FeS+Cu2+===CuS+Fe2+
(2)①2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
②除去Fe3+
③取少量滤液Ⅲ于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则Fe3+已除净
(3)增大NiSO4的浓度，利于蒸发结晶(或富集NiSO4)
(4) ①有少量晶体析出(或者溶液表面形成晶体薄膜)
②d　
③重结晶
【解析】(1) FeS除去Cu2+的反应是沉淀的转化，即FeS+Cu2+= CuS+Fe2+。(2) ①对滤液Ⅱ中加H2O2的目的是将Fe2+氧化Fe3+，加入H2O2的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。②调滤液ⅡpH的目的是除去Fe3+。③检验Fe3+是否除尽的操作和现象：用试管取少量滤液Ⅲ，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变红色，则Fe3+已除净。(3) NiSO4与Na2CO3反应生成NiCO3沉淀，而后过滤，再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4，这样可提高NiSO4的浓度，有利于蒸发结晶。(4) ①在进行蒸发浓缩操作时，当少量晶体析出时或溶液表面形成晶体薄膜时，停止加热。②为了提高产率，过滤后得到的母液要循环使用，应该回流到流程d中循环使用。③产品的纯度不够需要重新溶解、浓缩、结晶析出得到较纯净的晶体，实验操作为重结晶。
14. (1)MnCO3＋2NH4Cl MnCl2＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O　
(2)500 ℃　1.10　60min　
(3)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O　5.2≤pH<8.1　5.1×10－6　
(4)Mn2＋＋2HCO MnCO3↓＋CO2↑＋H2O　
(5)NH4Cl
【解析】(1)根据工艺流程图知“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为MnCO3＋2NH4Cl MnCl2＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O。(2)根据图示锰浸出率比较高，焙烧菱锰矿的最佳条件是焙烧温度500 ℃，氯化铵与菱锰矿粉的质量比为1.10，焙烧时间为60 min。(3)二氧化锰具有氧化性，可以氧化亚铁离子，而二氧化锰被还原为锰离子，反应的离子方程式为MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O；根据题干信息知pH在5.2时Al3＋沉淀完全，pH在8.1时，Mn2＋开始沉淀，所以将Fe3＋、Al3＋沉淀完全，可以调整pH范围在5.2≤pH<8.1；根据CaF2、MgF2的溶度积计算得：c2(F－)＝ ＝1.46×10－5，c(Mg2＋)＝mol·
L－1≈5.1×10－6 mol·L－1。(4)根据流程图知碳化结晶时，发生反应的离子方程式为Mn2＋＋2HCO MnCO3↓＋CO2↑＋H2O。(5)流程图可以看出能循环利用的固态物质是NH4Cl。
15. (1)升高温度(加热)　搅拌　
(2)3∶2　
(3)①pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO，最终影响Cr回收与再利用　②否　
(4)3SO2＋2CrO＋12H2O===2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO＋2OH－
【解析】(1)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。(2)H2O2将Cr3＋转化为Cr2O，H2O2作氧化剂。Cr3＋被氧化，发生的反应为2Cr3＋＋3H2O2＋H2O===Cr2O＋8H＋，氧化剂和还原剂物质的量之比为3∶2。(3)①pH＝8时，Fe3＋、Al3＋已沉淀完全，pH＞8时，会使部分Al(OH)3溶解生成AlO，会影响Cr的回收与再利用。
②当pH＝8时，Qc＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝1×(10－6)2＝10－123SO2＋2CrO＋12H2O===2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO＋2OH－。
14第 54 讲-原料的预处理
1.知识重构
2024年原料预处理考向考点统计
地区 考点考向 陌生元素 熟悉元素
2024全国甲卷8题 炼锌废渣中提取钴，资源的回收利用，主要对原料预处理中酸浸、净化除杂（复分解反应除杂、氧化还原除杂、调pH值除杂）、滤液、滤渣的成分判断进行考查。 Co/Mn/Pb Zn/Fe/Cu
2024全国新课标卷8题 从湿法炼锌废渣中得到含锰高钴成品，资源的回收利用，主要对原料预处理中原料粉碎、酸浸、氧化还原除杂、调节pH促进水解净化除杂方法及其目的、滤液、滤渣的成分判断、和氧化还原陌生方程式书写进行考查。 Co/Mn/Pb Zn/Fe
2024河北卷16题 从石煤中提取V2O5，资源的回收利用，主要对原料预处理中焙烧、水浸、盐浸、离子交换、滤液、滤渣的成分判断、洗脱工序和浸出率、绿色化学思想、流程中指定转化的方程式书写进行考查。 V Al/Ca/Na
2024山东卷18题 以铅精矿为主要原料提取金属Pb和Ag，矿物资源利用，主要对原料预处理中盐浸、氧化还原除杂方法及其目的、滤液、滤渣的成分判断、流程中指定转化的方程式书写、氧化还原有关物质的量的计算进行考查。 Pb/Ag Fe/S
2024湖南卷16题 从铜阳极泥回收贵金属Au和Ag，结合理论的综合类资源的回收利用工艺流程，主要对原料预处理中氧化酸浸、净化除杂、滤液、滤渣的成分判断、和氧化还原陌生方程式书写进行考查。 Au/Ag/Pb Cu/Se
2024湖北卷16题 从宇航器件中提取铍，物质制备类工艺流程，主要对原料预处理中酸浸、萃取反萃取知识进行考查。 Be Si/Al
2024北京卷18题 利用黄铜矿生产纯铜，矿物资源利用物质制备类工艺流程，主要对原料预处理中焙烧、酸浸、由图像分析温度对浸取率的影响、氧化还原陌生方程式书写进行考查。 Fe/Si/Cu
2024甘肃卷15题 以高炉渣原料，对炼钢烟气进行回收利用，结合理论的综合类资源的回收利用工艺流程，主要对原料预处理中焙烧、水浸、净化除杂、滤液、滤渣的成分判断、沉淀的转化、流程中指定转化的方程式书写进行考查。 Ca/Mg/Al/Si
2024安徽卷15题 从铜阳极泥中分离提纯金和银，资源的回收利用，主要对原料预处理中浸取和滤液、滤渣的成分判断、氧化还原知识、流程中指定转化的方程式书写进行考查。 Au/Ag Cu
2024吉林卷16题 以载金硫化矿粉冶炼金,矿物资源利用，主要对原料预处理中细菌氧化、酸浸、盐浸、净化除杂，滤液、滤渣的成分判断、置换、绿色化学思想和氧化还原方程式书写进行考查。 Au/As Zn/Fe
工艺流程模型
（一）区分焙烧、煅烧、灼烧
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。焙烧有时也可以作为金属矿物精炼的过程。焙烧过程根据反应性质可分为氧化焙烧、还原焙烧、硫酸化焙烧、挥发焙烧、氯化焙烧等。氧化焙烧是在焙烧操作中应用最为广泛，是指在氧化气氛中低于焙烧物料熔点对原料进行处理，目的是为了把金属元素氧化为金属氧化物，同时除去易挥发的物质。还原焙烧是指将氧化矿预热至一定温度，然后用还原性气体（含 CO、H2、CH4等）或粉煤、焦炭等还原矿物中部分或全部高价金属的过程。氯化焙烧是指借助氯化剂（可用氯气、HCl 等气体作氯化剂，也可用CaCl2、NaCl、MgCl2、FeCl3等固体作氯化剂，固体氯化剂在氯化焙烧过程中，会全部或大部分转化成氯气或 HCl 等气体氯化剂再起作用）使物料中某些组分转变为气态或凝聚态的氯化物，从而与其他组分分离。碱性焙烧是以纯碱、烧碱或石灰石等碱性物质为反应剂，对固体原料进行高温处理的一种碱解过程。例如：软锰矿与苛性钾焙烧制取锰酸钾；铬铁矿与苛性钾焙烧制取铬酸钾。
焙烧过程所用设备，按固体物料运动特性，可分为固定床、移动床和流动床几类；按其所用加热炉的形式可分为反射炉、多膛炉、竖窑、回转窑、沸腾炉、施风炉等。
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。煅烧在工业上可用于制备固体（或气体）原料，如煅烧石灰石制备生石灰，同时得到副产物 CO2；还可以用于生产产品，如侯氏制碱法最终通过煅烧 NaHCO3固体制Na2CO3等。灼烧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称为灼烧。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，大学 实验室里还常用到电加热套、管式炉和马弗炉等。
(2022年全国甲卷) （2022年辽宁卷）
(2022年湖南卷)
（二）浸取
1、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。
2、酸浸：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。常用硫酸、盐酸、硝酸等，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。
3、碱浸：碱溶常用NaOH溶液、氨水、Na2CO3溶液等，与碱接触反应或溶解，NaOH溶液使酸性氧化物和两性氧化物以含氧酸根离子（如Si、Al、Zn、Cr等元素），或与NH3形成配离子进入溶液
4、盐浸：用铵盐溶液、FeCl3溶液。
5、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。
（三）净化除杂
1、复分解反应
常见的沉淀剂：
氧化还原反应
常见氧化剂：
常见还原剂：
调pH除杂
调pH方法：
4、置换反应
5、溶解平衡
6、萃取、反萃取
答案1.（1）.碳酸盐难溶于水+2价离子M2+常用NH4HCO3或(NH4)2CO3来除去
（2）.+2价重金属M2+可用Na2S,或MnS等将其转化为更难溶的沉淀而除去
（3）.Ca2+,Mg2+等可以通过氟化物沉淀CaF2↓,MgF2↓而除去
2. Cl2、KClO3、O2、H2O2、MnO2、KMnO4、HNO3等
S2-、I-、Fe2+、金属等
通过①加入一定量的酸或碱②加入对应的盐或氧化物来调节pH除杂
6.萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。反萃取——萃取剂的再生
（2020山东选择题）实验室分离Fe3+和Al3+的流程如下
已知Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子[FeCl4]-，该配离子在乙醚（Et2O，沸点34.6℃）中生成缔合物Et2O·H+·[FeCl4]-
A．萃取振荡时，分液漏斗下口应倾斜向下
B．分液时，应先将下层液体由分液漏斗下口放出
C．分液后水相为无色，说明已达到分离目的
D．蒸馏时选用直形冷凝管
2.重温经典
焙烧
例1（2024年北京卷18节选）利用黄铜矿（主要成分为，含有等杂质）生产纯铜，流程示意图如下。
（1）矿石在焙烧前需粉碎，其作用是___________________________。
【答案】：（1）增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分
例2（2023福建10节选）白合金是铜钴矿冶炼过程的中间产物，一种从白合金(主要含及少量)中分离回收金属的流程如下：
(1)“酸浸 1”中，可以加快化学反应速率的措施有 （任写其中一种），CoO 发生反应的离子方程式 。
(2)“焙烧1”中，晶体[和]总质量随温度升高的变化情况如下：
温度区间/℃
晶体总质量 变小 不变 变小 不变
①升温至过程中，晶体总质量变小的原因是 ；发生分解的物质是 (填化学式)。
②为有效分离铁、钴元素，“焙烧1”的温度应控制为 ℃。
(6)“焙烧2”中发生反应的化学方程式为 ；“滤渣2”是 (填化学式)。
【答案】(1) 粉碎白合金、搅拌、适当升温、适当增大稀浓度等
(2) 失去结晶水
(6)
例3．(2022年全国甲卷节选)菱锌矿的主要成分为ZnCO3其制备流程如下：
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为_______。
(2)为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有_______、_______。
【答案】(1)ZnCO3ZnO+CO2↑
(2) 将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积、增大硫酸的浓度等
例4．(2022年辽宁卷节选）(1)为提高培烧效率，可采取的措施为___________。
a．进一步粉碎矿石 b．鼓入适当过量的空气 c．降低焙烧温度
(2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)ab
(2)2Bi2S3+9O22Bi2O3+6SO2
例5(2022年河北卷)(2)黄铁矿研细的目的是_______。
【答案】增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率
例6．(2021年山东卷节选)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：
(1)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_______________________
【答案】(1)增大反应物接触面积，提高化学反应速率
浸取
例7（2024年安徽省15节选） 精炼铜产生的铜阳极泥富含等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提收金和银的流程，如下图所示。
回答下列问题：
（2）“浸出液1”中含有的金属离子主要是_______。
（3）“浸取2”步骤中，单质金转化为的化学方程式为_______。
（4）“浸取3”步骤中，“浸渣2”中的_______(填化学式)转化为。
【答案】（2）Cu2+ （3） （4）AgCl
例8（2024年甘肃卷节选 ）我国科研人员以高炉渣(主要成分为，，和等)为原料，对炼钢烟气(和水蒸气)进行回收利用，有效减少了环境污染，主要流程如图所示：
已知：
（1）高炉渣与经焙烧产生的“气体”是_______。
（2）“滤渣”的主要成分是和_______。
（3）“水浸2”时主要反应的化学方程式为_______，该反应能进行的原因是_______。
【答案】（1）NH3 （2）SiO2
①.
②. ，微溶的硫酸钙转化为更难溶的碳酸钙
例9（2023辽宁卷节选）某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液（含和)。实现镍、钴、镁元素的回收。
(1)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)。
【答案】(1)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
例10.(2021年河北卷节选)(2)工序①的名称为_________________
【答案】(2)加水浸取
例11．(2020年全国卷Ⅲ节选)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)：
回答下列问题：
(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是___________________________________，为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式_____________________
【答案】(1)除去油脂，溶解铝及其氧化物　AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
例12．(2022山东卷节选)工业上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3，含SiO2等杂质]为原料生产磷酸和石膏，工艺流程如下：
回收利用洗涤液X的操作单元是_______；
【答案】酸解
例13（2021全国Ⅰ卷节选）磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。
（4）“水浸渣”在160℃“酸溶”，最适合的酸是_____。 “酸溶渣”的成分是____、___。
【答案】（4）硫酸 SiO2 CaSO4
例14（2021·河北模拟节选）合理利用工厂烟灰，变废为宝，对保护环境具有重要意义。以某钢铁厂烟灰(主要成分为ZnO，并含少量的CuO、MnO2、Fe2O3等)为原料制备氧化锌的工艺流程如下：
(1)“浸取”工序中加入过量氨水的目的：①使ZnO、CuO溶解，转化为[Zn(NH3)4]2+和[Cu(NH3)4]2+配离子；② 。
【答案】增大溶液pH， 将 HCO3-转化为CO32-
盐 浸
例15（2023河北10）闭环循环有利于提高资源利用率和实现绿色化学的目标。利用氨法浸取可实现废弃物铜包钢的有效分离，同时得到的可用于催化、医药、冶金等重要领域。工艺流程如下：
已知：室温下的。
回答下列问题：
(1)首次浸取所用深蓝色溶液①由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到，其主要成分为 (填化学式)。
(2)滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(3)浸取工序的产物为，该工序发生反应的化学方程式为 。浸取后滤液的一半经氧化工序可得深蓝色溶液①，氧化工序发生反应的离子方程式为 。
(4)浸取工序宜在之间进行，当环境温度较低时，浸取液再生后不需额外加热即可进行浸取的原因是 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)盐酸和液氨反应放热
例16．(2019年新课标Ⅰ卷节选)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为____________。
(2)“滤渣1”的主要成分有______________________。
【答案】（1）NH4HCO3+NH3== (NH4)2CO3
（2）SiO2 、Fe2O3、Al2O3 KSCN
例17．(2019年江苏卷节选)实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O，还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体，其实验流程如下：
(1)室温下，反应CaSO4(s)＋CO32- (aq)CaCO3(s)＋SO42- (aq)达到平衡，则溶液中=_____________。[Ksp(CaSO4)=4.8×10 5，Ksp(CaCO3)=3×10 9]
【答案】1.6*104
例18.（2022年3月太原市一模26节选）无水氯化镨（PrCl3）是制取稀土金属镨及镨合金的主要原料，采用以下工艺流程可由孪生矿（主要含ZnS、FeS、Pr2S3、SiO2等）制备氯化镨晶体（PrCl3·6H2O）。
已知：①2FeCl3+ZnS=ZnCl2+2FeCl2+S；2FeCl3+FeS=3FeCl2+S
②该工艺条件下，溶液中部分金属离子生成氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子 Zn2+ Fe3+ Fe2+
开始沉淀时的pH 5.4 2.2 7.5
沉淀完全时的pH 6.4 3.2 9.0
回答下列问题：
（1）①若其他条件不变，采取下列措施能提高镨元素浸出率的有 （填字母）。
A.适当升高溶浸温度 B.适当加快搅拌速率 C.适当缩短溶浸时间
②写出“溶浸”时Pr2S3发生反应的离子方程式： 。
（2）“滤渣1”的主要成分是 。
【答案】（1）①AB
②Pr2S3+6Fe3+=6Fe2++2Pr3++3S
SiO2、S
复分解反应除杂
例19（2023山东卷17节选）盐湖卤水(主要含、和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备的工艺流程如下：
已知：常温下，。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题：
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是 (填化学式)；精制Ⅰ后溶液中的浓度为，则常温下精制Ⅱ过程中浓度应控制在 以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收外，还将增加 的用量(填化学式)。
(3)精制Ⅱ的目的是 ；进行操作时应选择的试剂是 ，若不进行该操作而直接浓缩，将导致 。
【答案】(2) 、Mg(OH)2 CaO
加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的转化为（或除去精制Ⅰ所得滤液中的），提高纯度 盐酸 浓缩液中因浓度过大使得过早沉淀，即浓缩结晶得到的中会混有，最终所得的产率减小
例20(2022湖北-18)全球对锂资源的需求不断增长,“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后,得到浓缩卤水(含有 Na+、Li+、Cl-和少量 Mg2+、Ca2+),并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。
(1)“沉淀1”为____________。
(2)向“滤液1”中加入适量固体Li2CO3的目的是____________。
【答案】(1)Mg(OH)2 (2)将Ca2+转化为CaCO3而除去
净化除杂
例21（2023新课标27）铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O存在，在碱性介质中以CrO存在。
回答下列问题：
(2)水浸渣中主要有SiO2和 。
(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是 。
(4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果，若pH<9时，会导致 ；pH>9时，会导致 。
【答案】(2)Fe2O3
(3)Al(OH)3
(4) 磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀，同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理 会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中铵根离子浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀
例22．(2022年全国甲卷26)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表：
离子 Fe3+ Zn2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+
Ksp 4.0×10-38 6.7×10-17 2.2×10-20 8.0×10-16 1.8×10-11
回答下列问题：
(3)加入物质X调溶液pH=5，最适宜使用的X是_______(填标号)。
A．NH3·H2O B．Ca(OH)2 C．NaOH
滤渣①的主要成分是_______、_______、_______。
(4)向80~90℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤，滤渣②中有MnO2，该步反应的离子方程式为_______。
(5)滤液②中加入锌粉的目的是_______。
【答案】(3)B Fe(OH)3 CaSO4 SiO2
(4)3Fe2++MnO+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+
(5)置换Cu2+为Cu从而除去
例23．(2022年辽宁卷)某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4，工艺流程如下：
已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3；
回答下列问题：
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出Bi3+和Mn2+；②___________。
(4)滤渣的主要成分为___________(填化学式)。
(5)生成气体A的离子方程式为___________。
(6)加入金属Bi的目的是___________。
【答案】(3)抑制金属离子水解，还原Mn2O3
(4)SiO2
(5)Mn2O3+6H++2Cl-=2Mn2++Cl2↑+3H2O
(6)将Fe3+转化为Fe2+,不引入新的杂质
萃取与反萃取
例24.（2024湖北卷16节选） 铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐中提取铍的路径为：
已知：
回答下列问题：
（3）“萃取分液”的目的是分离和，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是_______。
（4）写出反萃取生成的化学方程式_______。“滤液2”可以进入_______步骤再利用。
【答案】（3）无明显现象
（4） ①. ②. 反萃取
例25．(2022年江苏卷节选)实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3，其部分实验过程如下：
(1)“酸浸”时CeO2与H2O2溶液反应生成Ce3+并放出O2，该反应的离子方程式为____________。
(3)通过中和、萃取、反萃取、沉淀等过程，可制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3。己知Ce3+能被有机萃取剂(简称HA)萃取，其萃取原理可表示为：Ce3+(水层)+3HA (有机层)Ce(A)3 (有机层)+ 3H+(水层)
①加氨水“中和”去除过量盐酸，使溶液接近中性。去除过量盐酸的目的是_____________。
②反萃取的目的是将有机层Ce3+转移到水层。使Ce3+尽可能多地发生上述转移，应选择的实验条件或采取的实验操作有______________________________________(填两项)。
③与“反萃取”得到的水溶液比较，滤去Ce2(CO3)3沉淀的滤液中，物质的量减小的离子有_______(填化学式)。
【答案】(1)2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O
(3)①降低溶液中氢离子的浓度，提高Ce3+萃取率，促进碳酸氢根的电离，增大溶液中碳酸根的浓度
②酸性条件，多次萃取
③ Ce3+、H+
3.模型建构
4.名师导学
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