資源簡介

(共38張PPT)
第七章：無機工藝流程題主題系列
2025
第54講 原料的預處理
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名師導學
2025
知識重構
重溫經典
模型建構
名師導學
2025
知識重構
2024全國甲卷8題 煉鋅廢渣中提取鈷，資源的回收利用，主要對原料預處理中酸浸、凈化除雜（復分解反應除雜、氧化還原除雜、調pH值除雜）、濾液、濾渣的成分判斷進行考查。
2024全國新課標卷8題 從濕法煉鋅廢渣中得到含錳高鈷成品，資源的回收利用，主要對原料預處理中原料粉碎、酸浸、氧化還原除雜、調節pH促進水解凈化除雜方法及其目的、濾液、濾渣的成分判斷、和氧化還原陌生方程式書寫進行考查。
2024河北卷16題 從石煤中提取V2O5，資源的回收利用，主要對原料預處理中焙燒、水浸、鹽浸、離子交換、濾液、濾渣的成分判斷、洗脫工序和浸出率、綠色化學思想、流程中指定轉化的方程式書寫進行考查。
2024山東卷18題 以鉛精礦為主要原料提取金屬Pb和Ag，礦物資源利用，主要對原料預處理中鹽浸、氧化還原除雜方法及其目的、濾液、濾渣的成分判斷、流程中指定轉化的方程式書寫、氧化還原有關物質的量的計算進行考查。
2024湖南卷16題 從銅陽極泥回收貴金屬Au和Ag，結合理論的綜合類資源的回收利用工藝流程，主要對原料預處理中氧化酸浸、凈化除雜、濾液、濾渣的成分判斷、和氧化還原陌生方程式書寫進行考查。
2024湖北卷16題 從宇航器件中提取鈹，物質制備類工藝流程，主要對原料預處理中酸浸、萃取反萃取知識進行考查。
2024北京卷18題 利用黃銅礦生產純銅，礦物資源利用物質制備類工藝流程，主要對原料預處理中焙燒、酸浸、由圖像分析溫度對浸取率的影響、氧化還原陌生方程式書寫進行考查。
2024甘肅卷15題 以高爐渣原料，對煉鋼煙氣進行回收利用，結合理論的綜合類資源的回收利用工藝流程，主要對原料預處理中焙燒、水浸、凈化除雜、濾液、濾渣的成分判斷、沉淀的轉化、流程中指定轉化的方程式書寫進行考查。
2024安徽卷15題 從銅陽極泥中分離提純金和銀，資源的回收利用，主要對原料預處理中浸取和濾液、濾渣的成分判斷、氧化還原知識、流程中指定轉化的方程式書寫進行考查。
2024吉林卷16題 以載金硫化礦粉冶煉金,礦物資源利用，主要對原料預處理中細菌氧化、酸浸、鹽浸、凈化除雜，濾液、濾渣的成分判斷、置換、綠色化學思想和氧化還原方程式書寫進行考查。
2024年原料預處理考向考點統計
知識重構
工藝流程模型
煅燒/焙燒/灼燒
水浸/酸浸/堿浸/鹽浸
浸出
物質轉化
與分離階段
凈化除雜
礦物資源
海水資源
工業廢料
研磨/粉碎/攪拌
原料預處理階段
一、區分焙燒、煅燒、灼燒：
焙燒是固體物料在高溫不發生熔融的條件下進行的反應過程，可以有氧化、熱解、還原、鹵化等，通常用于無機化工和冶金工業。焙燒過程有加添加劑和不加添加劑兩種類型。此外，焙燒有時也可以作為金屬礦物精煉的過程。焙燒過程根據反應性質可分為氧化焙燒、還原焙燒、堿性焙燒、氯化焙燒、硫酸化焙燒、揮發焙燒等。氧化焙燒在焙燒操作中應用最為廣泛，是指在氧化氣氛中低于焙燒物料熔點對原料進行處理，目的是為了把金屬元素氧化為金屬氧化物，同時除去易揮發的物質。還原焙燒是指將氧化礦預熱至一定溫度，然后用還原性氣體（含 CO、H2、CH4等）或粉煤、焦炭等還原礦物中部分或全部高價金屬的過程。氯化焙燒是指借助氯化劑（可用氯氣、HCl 等氣體作氯化劑，也可用CaCl2、NaCl、MgCl2、FeCl3等固體作氯化劑，固體氯化劑在氯化焙燒過程中，會全部或大部分轉化成氯氣或 HCl 等氣體氯化劑再起作用）使物料中某些組分轉變為氣態或凝聚態的氯化物，從而與其他組分分離。堿性焙燒是以純堿、燒堿或石灰石等堿性物質為反應劑，對固體原料進行高溫處理的一種堿解過程。例如：軟錳礦與苛性鉀焙燒制取錳酸鉀；鉻鐵礦與苛性鉀焙燒制取鉻酸鉀。
焙燒過程所用設備，按固體物料運動特性，可分為固定床、移動床和流動床幾類；按其所用加熱爐的形式可分為反射爐、多膛爐、豎窯、回轉窯、沸騰爐、施風爐等。
原料預處理階段
一、區分焙燒、煅燒、灼燒：
煅燒是指將物料在低于熔點的適當溫度下加熱，使其分解并除去所含結晶水、CO2或 SO2等揮發性物質的過程，所以煅燒過程的反應物通常是固體，生成物是另一種固體和氣體。煅燒在工業上可用于制備固體（或氣體）原料，如煅燒石灰石制備生石灰，同時得到副產物 CO2；還可以用于生產產品，如侯氏制堿法最終通過煅燒 NaHCO3固體制Na2CO3等。
灼燒將固體物質加熱到高溫以達到脫水、分解或除去揮發性雜質、有機物和銨鹽等目的的操作稱為灼燒。灼燒通常指的是實驗室里對固體進行的高溫操作，加熱 儀器有酒精燈、煤氣燈或電爐等，如海帶提碘實驗中通過灼燒除去有機物，大學 實驗室里還常用到電加熱套、管式爐和馬弗爐等。
原料預處理階段
一、區分焙燒、煅燒、灼燒：
(2021年湖南卷)
（2022年遼寧卷）
(2022年湖南卷)
(2022年全國甲卷)
原料預處理階段
原料預處理階段
二、浸取： 是選擇適當的溶劑，使礦物原料中的有用組分或有害雜質選擇性地溶解，使其轉入溶液中，達到有用組分與有害雜質或與脈石組分相分離的目的。
1、水浸：與水接觸反應或溶解，使原料變成離子進入溶液中，做到初步分離。
2、酸浸：在酸性溶液中使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去的過程。常用硫酸、鹽酸、硝酸等，用鹽酸、硝酸酸溶時要注意控溫，用硫酸酸溶時要關注Pb2+ 、Ca2+ 、Ag+會生成PbSO4、 CaSO4、Ag2SO4在濾渣中出現。
3、堿浸：堿溶常用NaOH溶液、氨水、Na2CO3溶液等，與堿接觸反應或溶解。NaOH溶液與酸性氧化物和兩性氧化物反應（如Si、Al、Zn、Cr等元素），或與NH3形成配離子進入溶液。
4、鹽浸：用銨鹽溶液、FeCl3溶液。
5、醇浸：提取有機物，常采用有機溶劑(乙醚，二氯甲烷等)浸取的方法提取有機物。
原料預處理階段
預處理操作 潛在的作用（目的）分析
研磨/粉碎/霧化/噴灑/攪拌 減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間的接觸面積。
①加快反應速率，②提高浸取率（充分反應）
水浸 與水接觸反應或溶解
酸浸 ①溶解、與氧化物反應
②調節pH促進水解（沉淀）
③抑制水解④提高物質的氧化性
堿浸 ①去油污（比如碳酸鈉溶液）
②溶解鋁、氧化鋁膜、二氧化硅
③調節pH促進水解（沉淀）
焙燒 ①除去揮發性物質②使原料初步轉化，不易轉化的物質轉化為容易提取的物質，③改變物質的結構。如從海帶中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質改變結構，使一些物質能溶解，并使一些雜質在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土。
設問點：
1、是什么？…操作的目的是….
所加試劑的作用是….
應該選擇什么試劑？
2、怎么做？
加快化學反應速率措施是…
提高浸取率的措施是….
3、為什么？
原因是….
4、方程式書寫
原料預處理階段
1.碳酸鹽難溶于水+2價離子M2+常用NH4HCO3或(NH4)2CO3來除去
2.+2價重金屬M2+可用Na2S,或MnS等將其轉化為更難溶的沉淀而除去
3.Ca2+,Mg2+等可以通過氟化物沉淀CaF2↓,MgF2↓而除去
S2-、I-、Fe2+、金屬等
Cl2、KClO3、O2、H2O2、MnO2、KMnO4、HNO3等
三、凈化、除雜：
常見的沉淀劑：
1.復分解反應：
2.氧化還原反應：
常見氧化劑：
常見還原劑：
3.調pH除雜：
4.置換反應：
5.溶解平衡：
6.萃取、反萃取：
萃取——用一種溶劑將溶質從另一種溶劑中提取出來。反萃取——萃取劑的再生
通過①加入一定量的酸或堿②加入對應的鹽或氧化物來調節pH除雜
（2020山東選擇題）
已知Fe3+在濃鹽酸中生成黃色配離子[FeCl4]-，該配離子在乙醚（Et2O，沸點34.6℃）中生成締合物Et2O·H+·[FeCl4]-
B．分液時，應先將下層液體由分液漏斗下口放出
C．分液后水相為無色，說明已達到分離目的
D．蒸餾時選用直形冷凝管
[FeCl4]-
水相
萃取劑
有機相
A．萃取振蕩時，分液漏斗下口應傾斜向下
萃取劑的再生
實驗室分離Fe3+和Al3+的流程如下
水相
有機相
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模型建構
名師導學
2025
知識重構
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(2023福建省)
(2)“焙燒1”中，晶體Fe2(SO4)3.xH2O和CoSO4.yH2O總質量隨溫度升高的變化情況如下：
①升溫至227℃過程中，晶體總質量變小的原因是 ；566~600℃發生分解的物質是
(填化學式)。
②為有效分離鐵、鈷元素，“焙燒1”的溫度應控制為 ℃。
(6)“焙燒2”中Cu2S發生反應的化學方程式為 ；“濾渣2”是 (填化學式)。
(2024年北京卷)
（1）礦石在焙燒前需粉碎，其作用是 。
增大接觸面積，加快反應速率，使反應更充分
焙 燒
失去結晶水
Fe2(SO4)3
600~630
SiO2
白合金是銅鈷礦冶煉中間產物，一種從白合金(主要含Fe3O4、CoO、CuS、Cu2S及少量SiO2)中分離回收金屬的流程如下：
(1)“酸浸 1”中，可以加快化學反應速率的措施有 （任寫其中一種），CoO 發生反應的離子方程式 。
粉碎白合金、攪拌、適當升溫、適當增大稀H2SO4濃度等
CoO+2H+=Co2++H2O
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(2022年全國甲卷)
(2)為了提高鋅的浸取效果，可采取的措施有 、 。
(2022年遼寧卷)
(1)為提高焙燒效率，可采取的措施為___________。
a．進一步粉碎礦石
b．鼓入適當過量的空氣
c．降低焙燒溫度
(2)Bi2S3在空氣中單獨焙燒生成Bi2O3，反應的化學方程式為
___________________________________。
將焙燒后的產物碾碎，增大接觸面積、增大硫酸的濃度等
增大固液接觸面積，加快反應速率，提高黃鐵礦的利用率
(2022年河北卷)
(2)黃鐵礦研細的目的是_______。
(2021年山東卷)
(1)焙燒的目的是將FeCr2O4轉化為Na2CrO4并將Al、Si氧化物轉化為可溶性鈉鹽，焙燒時氣體與礦料逆流而行，目的是_______________________。
增大反應物接觸面積，提高化學反應速率
(1)ab (2)2Bi2S3+9O2=2Bi2O3+6SO2
焙 燒
(1)菱鋅礦焙燒生成氧化鋅的化學方程式為 。
焙燒
ZnCO3==ZnO+CO2↑
(2024年安徽省)15. 精煉銅產生的銅陽極泥富含Cu、Ag、Au等多種元素。研究人員設計了一種從銅陽極泥中分離提收金和銀的流程，如下圖所示。
（2）“浸出液1”中含有的金屬離子主要是_______。
（3）“浸取2”步驟中，單質金轉化為的化學方程式為_______。
（4）“浸取3”步驟中，“浸渣2”中的_______(填化學式)轉化為Ag[(S2O3)2]3-。
Cu2+
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浸 取
2Au+8HCl+3H2O2=2HAuCl4+6H2O
Ag和Au
Cu2+
AgCl
HAuCl4
Ag[(S2O3)2]3-
Cu、Ag、Au
AgCl
(2024甘肅卷）
（1）高爐渣與(NH4)2SO4經焙燒產生的“氣體”是 。
（2）“濾渣”的主要成分是CaSO4和 。
（3）“水浸2”時主要反應的化學方程式為 ，
該反應能進行的原因是 。
(2023遼寧卷）
(1)用硫酸浸取鎳鈷礦時，提高浸取速率的方法為___(答出一條即可)。
適當增大硫酸濃度或適當升高溫度或將鎳鈷礦粉碎增大接觸面積
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浸 取
SiO2
CaSO4+(NH4)2CO3=CaCO3+(NH4)2CO3
Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3)，微溶的硫酸鈣轉化為更難溶的碳酸鈣
NH3
我國科研人員以高爐渣(主要成分為CaO、MgO、Al2O3和SiO2等)為原料，對煉鋼煙氣(CO2和水蒸氣)進行回收利用，有效減少了環境污染，主要流程如圖所示：
（已知： ）
(2021 河北卷)
(2)工序①的名稱為_________________
某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物…
(1)“堿浸”中NaOH的兩個作用分別是___________________________________，為回收金屬，用稀硫酸將“濾液①”調為中性，生成沉淀。寫出該反應的離子方程式_____________________。
(2020 全國卷Ⅲ)
(2022 山東卷)
回收利用洗滌液X的操作單元是_______；
酸解
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除去油脂，溶解鋁及其氧化物　
浸 取
（2021全國Ⅰ卷）磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。
（4）“水浸渣”在160℃“酸溶”，最適合的酸是____。“酸溶渣”的成分是____、___。
AlO2-＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
加水浸取
硫酸
SiO2 CaSO4
（2021·河北模擬）合理利用工廠煙灰，變廢為寶，對保護環境具有重要意義。以某鋼鐵廠煙灰(主要成分為ZnO，并含少量的CuO、MnO2、Fe2O3等)為原料制備氧化鋅的工藝流程如下：
(1)“浸取”工序中加入過量氨水的目的：①使ZnO、CuO溶解，轉化為[Zn(NH3)4]2+和[Cu(NH3)4]2+配離子；② 。
ZnO+2NH3·H2O+2NH4+ =[Zn(NH3)4]2++3H2O
MnO2 Fe2O3
增大溶液pH， 將 HCO3-轉化為CO32-
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浸 取
（2023河北10）閉環循環有利于提高資源利用率和實現綠色化學的目標。利用氨法浸取可實現廢棄物銅包鋼的有效分離，同時得到的CuCl可用于催化、醫藥、冶金等重要領域。工藝流程如下：
已知：室溫下的Ksp(CuCl)=10-6.8。回答下列問題：
(1)首次浸取所用深藍色溶液①由銅毛絲、足量液氨、空氣和鹽酸反應得到，其主要成分為_(填化學式)。(2)濾渣的主要成分為__________。(填化學式)。
(3)浸取工序的產物為[Cu(NH3)2]Cl，該工序發生反應的化學方程式為____________________。
浸取后濾液的一半經氧化工序可得深藍色溶液①，氧化工序發生反應的離子方程式為______。
(4)浸取工序宜在30~40。C之間進行，當環境溫度較低時，浸取液再生后不需額外加熱即可進行浸取的原因是_____________________________。
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鹽 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
鹽酸和液氨反應放熱
(2019 新課標Ⅰ)硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料，廣泛應用于玻璃、醫藥、肥料等工藝。一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產硼酸及輕質氧化鎂的工藝流程如下：
(1)在95 ℃“溶浸”硼鎂礦粉，產生的氣體在“吸收”中反應的化學方程式為_____________________________。
(2)“濾渣1”的主要成分有________________________，為檢驗“過濾1”后的濾液中是否含有Fe3+離子，可選用的化學試劑是_________。
NH4HCO3+NH3== (NH4)2CO3
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鹽 浸
Mg2B2O5·H2O
SiO2
少量Fe2O3、Al2O3
利用鹽類水解產生的H+
Fe2O3、Al2O3、SiO2
SiO2 、Fe2O3、Al2O3
KSCN
(2019·江蘇卷)
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鹽 浸
1.6104
（2022年3月太原市一模-26）無水氯化鐠（PrCl3）是制取稀土金屬鐠及鐠合金的主要原料，采用以下工藝流程可由孿生礦（主要含ZnS、FeS、Pr2S3、SiO2等）制備氯化鐠晶體（PrCl3·6H2O）。
已知：①2FeCl3+ZnS=ZnCl2+2FeCl2+S；2FeCl3+FeS=3FeCl2+S
（1）①若其他條件不變，采取下列措施能提高鐠元素浸出率的有 。
A.適當升高溶浸溫度 B.適當加快攪拌速率 C.適當縮短溶浸時間
②寫出“溶浸”時Pr2S3發生反應的離子方程式： 。
（2）“濾渣1”的主要成分是 。
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鹽 浸
AB
Pr2S3+6Fe3+=6Fe2++2Pr3++3S
SiO2、S
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復分解反應除雜
(2)濾渣Ⅰ的主要成分是 (填化學式)；精制Ⅰ后Li+溶液中的濃度為2.0mol/L，則常溫下精制Ⅱ過程中CO32-濃度應控制在 mol/L以下。若脫硼后直接進行精制Ⅰ，除無法回收HCl外，還將增加 的用量(填化學式)。
(3)精制Ⅱ的目的是 ；進行操作時應選擇的試劑是 ，若不進行該操作而直接濃縮，將導致 。
（2023山東卷17）鹽湖鹵水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO42-和硼酸根等)是鋰鹽的重要來源。一種以高鎂鹵水為原料經兩段除鎂制備Li2CO3的工藝流程如下：
CaSO4、Mg(OH)2
5.510-3
CaO
加入純堿將精制Ⅰ所得濾液中的Ca2+轉化為CaCO3（或除去精制Ⅰ所得濾液中的Ca2+），提高Li2CO3純度
鹽酸
縮液中因CO32-濃度過大使得Li+過早沉淀，即濃縮結晶得到的NaCl中會混有Li2CO3，最終所得Li2CO3的產率減小
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復分解反應除雜
(1)“沉淀1”為 。
(2)向“濾液1”中加入適量固體Li2CO3的目的是 。
Mg(OH)2
將Ca2+轉化為CaCO3而除去
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（2023新課標27）鉻和釩具有廣泛用途。鉻釩渣中鉻和釩以低價態含氧酸鹽形式存在，主要雜質為鐵、鋁、硅、磷等的化合物，從鉻釩渣中分離提取鉻和釩的一種流程如下圖所示：
凈化除雜
(2)水浸渣中主要有SiO2和 。
(3)“沉淀”步驟調pH到弱堿性，主要除去的雜質是 。
(4)“除硅磷”步驟中，使硅、磷分別以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，該步需要控制溶液的pH≈9以達到最好的除雜效果，若pH<9時，會導致 ；pH>9時，會導致 。
Fe2O3
PO43-會與H+反應使其濃度降低導致MgNH4PO4無法完全沉淀，同時可能產生硅酸膠狀沉淀不宜處理
Al(OH)3
鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，導致產品中混有雜質，同時溶液中NH4+濃度降低導致MgNH4PO4無法完全沉淀
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(2022全國甲卷26題)硫酸鋅(ZnSO4)是制備各種含鋅材料的原料，在防腐、電鍍、醫學上有諸多應用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備。菱鋅礦的主要成分為ZnCO3，雜質為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下：
凈化除雜
(3)加入物質X調溶液pH=5，最適宜使用的X是 (填標號)。
A．NH3·H2O B．Ca(OH)2 C．NaOH
濾渣①的主要成分是 、 、 。
(4)向80~90℃的濾液①中分批加入適量KMnO4溶液充分反應后過濾，濾渣
②中有MnO2，該步反應的離子方程式為 。
(5)濾液②中加入鋅粉的目的是 。
B
Fe(OH)3 CaSO4 SiO2
置換Cu2+為Cu從而除去，不引入新雜質
3Fe2++MnO4-+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+
（2022年遼寧卷）某工廠采用輝鉍礦(主要成分為 Bi2S3，含有 FeS2、SiO2 雜質)與軟錳礦(主要成分為MnO2)聯合焙燒法制備 BiOCl 和 MnSO4，工藝流程如下：
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凈化除雜
(3)“酸浸”中過量濃鹽酸的作用為：①充分浸出Bi3+和Mn2+；② 。
(4)濾渣的主要成分為 (填化學式)。
(5)生成氣體A的離子方程式為 。
(6)加入金屬Bi的目的是 。
已知：①焙燒時過量的MnO2分解為Mn2O3，FeS2轉變為Fe2O3；
抑制金屬離子水解，還原Mn2O3
SiO2
Mn2O3+6H++2Cl―=2Mn2++Cl2↑+3H2O
將Fe3+轉化為Fe2+，不引入新的雜質
(2024湖北卷16). 鈹用于宇航器件的構筑。一種從其鋁硅酸鹽[Be3Al2(SiO3)6]中提取鈹的路徑為：
（3）“萃取分液”的目的是分離Be2+和Al3+，向過量燒堿溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，觀察到的現象是_______。
（4）寫出反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化學方程式_______。“濾液2”可以進入_______步驟再利用。
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萃取與反萃取
無明顯現象
反萃取
BeA2(HA)2+6NaOH=Na2[Be(OH)4]+4NaA+2H2O
（2022·江蘇）實驗室以二氧化鈰(CeO2)廢渣為原料制備Cl-含量少的Ce2(CO3)3，其部分實驗過程如下：
(3)通過中和、萃取、反萃取、沉淀等過程，可制備Cl-含量少的Ce2(CO3)3。己知Ce3+能被有機萃取劑(簡稱HA)萃取，其萃取原理可表示為：Ce3+(水層)+3HA (有機層)
Ce(A)3 (有機層)+ 3H+(水層)
①加氨水“中和”去除過量鹽酸，使溶液接近中性。去除過量鹽酸的目的是______。
②反萃取的目的是將有機層Ce3+轉移到水層。使Ce3+盡可能多地發生上述轉移，應選擇的實驗條件或采取的實驗操作有 (填兩項)。
③與“反萃取”得到的水溶液比較，濾去Ce2(CO3)3沉淀的濾液中，物質的量減小的離子有 。
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萃取與反萃取
(1)“酸浸”時CeO2與H2O2溶液反應生成Ce3+并放出O2，該反應的離子方程式為 。
①降低溶液中氫離子的濃度，提高Ce3+萃取率，促進碳酸氫根的電離，增大溶液中碳酸根的濃度
2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O
酸性條件，多次萃取
Ce3+、H+
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模型建構
名師導學
2025
知識重構
工藝流程模型
浸 取
1.稀硫酸與濃硫酸
2.過量試劑對下一步的影響
浸取
目的
溶解固體，便于除雜
措施
攪拌
粉碎礦石
適當升溫
適當增加溶劑濃度
適當加入過量溶劑
名稱
水浸
酸浸
堿浸
鹽浸
過濾除去難溶于水的雜質
堿性氧化物等與酸反應
熱堿除油污
溶解酸性氧化物
利用鹽類的水解調節pH
沉淀某些離子
發生氧化還原反應等
相當于酸浸或堿浸
浸 取
1.稀硫酸與濃硫酸
2.過量試劑對下一步的影響
浸取
目的
溶解固體，便于除雜
措施
攪拌
粉碎礦石
適當升溫
適當增加溶劑濃度
適當加入過量溶劑
名稱
水浸
酸浸
堿浸
鹽浸
過濾除去難溶于水的雜質
堿性氧化物等與酸反應
熱堿除油污
溶解酸性氧化物
利用鹽類的水解調節pH
沉淀某些離子
發生氧化還原反應等
相當于酸浸或堿浸
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2025
知識重構
原料預處理階段
預處理操作 潛在的作用（目的）分析
研磨/粉碎/霧化/噴灑/攪拌 減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間的接觸面積。
①加快反應速率，②提高浸取率（充分反應）
水浸 與水接觸反應或溶解
酸浸 ①溶解、與氧化物反應
②調節pH促進水解（沉淀）
③抑制水解④提高物質的氧化性
堿浸 ①去油污（比如碳酸鈉溶液）
②溶解鋁、氧化鋁膜、二氧化硅
③調節pH促進水解（沉淀）
焙燒 ①除去揮發性物質②使原料初步轉化，不易轉化的物質轉化為容易提取的物質，③改變物質的結構。如從海帶中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質改變結構，使一些物質能溶解，并使一些雜質在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土。
設問點：
1、是什么？…操作的目的是….
所加試劑的作用是….
應該選擇什么試劑？
2、怎么做？
加快化學反應速率措施是…
提高浸取率的措施是….
3、為什么？
原因是….
4、方程式書寫第54講 原料的預處理
1.（2023遼寧10）某工廠采用如下工藝制備，已知焙燒后元素以價形式存在，下列說法錯誤的是（ ）
A．“焙燒”中產生
B．濾渣的主要成分為
C．濾液①中元素的主要存在形式為
D．淀粉水解液中的葡萄糖起還原作用
2．（2023福建6）從煉鋼粉塵(主要含和)中提取鋅的流程如下：
“鹽浸”過程轉化為，并有少量和浸出。下列說法錯誤的是（ ）
A．“鹽浸”過程若浸液下降，需補充
B．“濾渣”的主要成分為
C．“沉鋅”過程發生反應
D．應合理控制用量，以便濾液循環使用
3．（2024年湖南卷16節選）銅陽極泥(含有Au、、、等)是一種含貴金屬的可再生資源，回收貴金屬的化工流程如下：
已知：①當某離子的濃度低于時，可忽略該離子的存在；
② ；
③易從溶液中結晶析出；
④不同溫度下的溶解度如下：
溫度℃ 0 20 40 60 80
溶解度/g 14.4 26.1 37.4 33.2 29.0
回答下列問題：
（2）“濾液1”中含有和，“氧化酸浸”時反應的離子方程式為______；
（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，加入適量的原因是_______。
②在“除金”工序溶液中，濃度不能超過_______。
4．（2024吉林省16）中國是世界上最早利用細菌冶金的國家。已知金屬硫化物在“細菌氧化”時轉化為硫酸鹽，某工廠用細菌冶金技術處理載金硫化礦粉(其中細小的顆粒被、包裹)，以提高金的浸出率并冶煉金，工藝流程如下：
回答下列問題：
（1）北宋時期我國就有多處礦場利用細菌氧化形成的天然“膽水”冶煉銅，“膽水”的主要溶質為_______(填化學式)。
（2）“細菌氧化”中，發生反應的離子方程式為_______。
（3）“沉鐵砷”時需加堿調節，生成_______(填化學式)膠體起絮凝作用，促進了含微粒的沉降。
（4）“培燒氧化”也可提高“浸金”效率，相比“培燒氧化”，“細菌氧化”的優勢為_______(填標號)。
A. 無需控溫 B. 可減少有害氣體產生 C. 設備無需耐高溫 D. 不產生廢液廢渣
（5）“真金不拍火煉”，表明難被氧化，“浸金”中的作用為_______。
（6）“沉金”中的作用為_______。
（7）濾液②經酸化，轉化為和的化學方程式為_______。用堿中和可生成_______(填溶質化學式)溶液，從而實現循環利用。
5.（2023全國甲26）是一種壓電材料。以為原料，采用下列路線可制備粉狀。
回答下列問題：
(1)“焙燒”步驟中碳粉的主要作用是 。
(2)“焙燒”后固體產物有、易溶于水的和微溶于水的。“浸取”時主要反應的離子方程式為 。
(3)“酸化”步驟應選用的酸是 (填標號)。
a．稀硫酸 b．濃硫酸 c．鹽酸 d．磷酸
(4)如果焙燒后的產物直接用酸浸取，是否可行？ ，其原因是 。
(5)“沉淀”步驟中生成的化學方程式為 。
(6)“熱分解”生成粉狀鈦酸鋇，產生的 。
6.（2023北京18）以銀錳精礦(主要含、、)和氧化錳礦(主要含)為原料聯合提取銀和錳的一種流程示意圖如下。
已知：酸性條件下，的氧化性強于。
(1) “浸錳”過程是在溶液中使礦石中的錳元素浸出，同時去除，有利于后續銀的浸出：礦石中的銀以的形式殘留于浸錳渣中。
①“浸錳”過程中，發生反應，則可推斷： (填“>”或“<”)。
②在溶液中，銀錳精礦中的和氧化錳礦中的發生反應，則浸錳液中主要的金屬陽離子有 。
(2) “浸銀”時，使用過量和的混合液作為浸出劑，將中的銀以形式浸出。
①將“浸銀”反應的離子方程式補充完整： 。
②結合平衡移動原理，解釋浸出劑中的作用： 。
(3) “沉銀”過程中需要過量的鐵粉作為還原劑。
①該步反應的離子方程式有 。
②一定溫度下，的沉淀率隨反應時間的變化如圖所示。解釋分鐘后的沉淀率逐漸減小的原因： 。
(4)結合“浸錳”過程，從兩種礦石中各物質利用的角度，分析聯合提取銀和錳的優勢： 。
7．(2022年河北卷節選)以焙燒黃鐵礦FeS2(雜質為石英等)產生的紅渣為原料制備銨鐵藍Fe(NH4)Fe(CN)6顏料。工藝流程如下：
回答下列問題：
(1)紅渣的主要成分為_______(填化學式)，濾渣①的是主要成分為_______(填化學式)。
(2)黃鐵礦研細的目的是_______。
(3)還原工序中，不生成S單質的反應的化學方程式為_______。
(4)工序①的名稱為_______，所得母液循環使用。
8．(2021年河北卷節選)綠色化學在推動社會可持續發展中發揮著重要作用。某科研團隊設計了一種熔鹽液相氧化法制備高價鉻鹽的新工藝，該工藝不消耗除鉻鐵礦、氫氧化鈉和空氣以外的其他原料，不產生廢棄物，實現了Cr—Fe—Al—Mg的深度利用和Na+內循環。工藝流程如圖：
回答下列問題：
(2)工序①的名稱為_________________。
(3)濾渣的①主要成分是______________(填化學式)
9. (2021年湖南卷節選)Ce2(CO3)3可用于催化劑載體及功能材料的制備。天然獨居石中，鈰(Ce)主要以CePO4形式存在，還含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物質。以獨居石為原料制備Ce2(CO3)3 nH2O的工藝流程如下：
回答下列問題：
(2)為提高“水浸”效率，可采取的措施有______________________________(至少寫兩條)。
(3)濾渣Ⅲ的主要成分是_____________(填化學式)
(4)加入絮凝劑的目的是__________________
10．（2021·湖北·高考真題）廢舊太陽能電池CIGS具有較高的回收利用價值，其主要組成為CuIn0.5Ga0.5Se2。某探究小組回收處理流程如圖：
回答下列問題：
(1)硒(Se)與硫為同族元素，Se的最外層電子數為___；鎵(Ga)和銦(In)位于元素周期表第IIIA族，CuIn0.5Ga0.5Se2中Cu的化合價為___。
(2)“酸浸氧化”發生的主要氧化還原反應的化學方程式為____。
(3)25℃時，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。當金屬陽離子濃度小于1.0×10-5mol·L-1時沉淀完全，In3+恰好完全沉淀時溶液的pH約為___(保留一位小數)；若繼續加入6.0mol·L-1氨水至過量，觀察到的實驗現象是先有藍色沉淀，然后___；為探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，計算反應Ga(OH)3+NH3·H2O[Ga(OH)4]-+NH的平衡常數K=___。
(已知：Ga3++4OH-[Ga(OH)4]- K′=≈1.0×1034)
(4)“濾渣”與SOCl2混合前需要洗滌、干燥，檢驗濾渣中SO是否洗凈的試劑是___；“回流過濾”中SOCl2的作用是將氫氧化物轉化為氯化物和___。
(5)“高溫氣相沉積”過程中發生的化學反應方程式為___。
11.（2021·遼寧·高考真題）從釩鉻錳礦渣(主要成分為、、)中提鉻的一種工藝流程如下：
已知：pH較大時，二價錳[](在空氣中易被氧化.回答下列問題：
(1)Cr元素位于元素周期表第_______周期_______族。
(2)用溶液制備膠體的化學方程式為_______。
(3)常溫下，各種形態五價釩粒子總濃度的對數[]與pH關系如圖1。已知釩鉻錳礦渣硫酸浸液中，“沉釩”過程控制，則與膠體共沉降的五價釩粒子的存在形態為_______(填化學式)。
(4)某溫度下，、的沉淀率與pH關系如圖2。“沉鉻”過程最佳pH為_______；在該條件下濾液B中_______【近似為，的近似為】。
(5)“轉化”過程中生成的離子方程式為_______。
(6)“提純”過程中的作用為_______。
12. 用輝銅礦(主要成分為 Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等雜質)制備難溶于水的堿式碳酸銅的流程如下：
(1)下列措施是為了加快浸取速率，其中無法達到目的的是______
A．延長浸取時間 B．將輝銅礦粉碎 C．充分攪拌 D．適當增加硫酸濃度
(2)濾渣Ⅰ的主要成分是MnO2、S、SiO2，請寫出“浸取”反應中生成S的離子方程式________________________。
(3)研究發現，若先除鐵再浸取，浸取速率明顯變慢，可能的原因是____________________ 。
(4)“除鐵”的方法是通過調節溶液pH，使Fe3+轉化為Fe(OH)3。則加入的試劑A可以是____________(填化學式)；“趕氨”時，最適宜的操作方法是____________。
(5)“沉錳”(除Mn2+)過程中有關反應的離子方程式為________________________________。
(6)濾液Ⅱ經蒸發結晶得到的鹽主要是____________(填化學式)。
13. NiSO4·6H2O是一種綠色易溶于水的晶體，可由電鍍廢渣(除鎳外，還含有銅、鋅、鐵等元素)為原料獲得。操作步驟如下：
(1)向濾液Ⅰ中加入FeS是為了生成難溶于酸的硫化物沉淀而除去Cu2+、Zn2+等雜質，則除去Cu2+的離子方程式為　　　　　　。
(2)根據對濾液Ⅱ的操作作答：
①往濾液Ⅱ中加入H2O2發生反應的離子方程式為_________________________________。
②調濾液ⅡpH的目的是__________________。
③檢驗Fe3+是否除盡的操作和現象是___________________________________________ 。
(3)濾液Ⅲ溶質的主要成分是NiSO4，加Na2CO濾后得到NiCO3固體，再加適量稀硫酸溶解又生成NiSO4，這兩步操作的目的是______________________________________________。
(4)得到的NiSO4溶液經蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾等一系列操作可得到NiSO4·6H2O晶體
①在進行蒸發濃縮操作時，加熱到____________________(描述實驗現象)時，則停止加熱。
②為了提高產率，過濾后得到的母液要循環使用，則應該回流到流程中的_____(填“a”、“b”、“c”或“d”)位置。
③如果得到產品的純度不夠，則應該進行________________(填操作名稱)操作。
14. 氯化銨焙燒菱錳礦制備高純度碳酸錳的工藝流程如下：
已知：①菱錳礦石主要成分是MnCO3，還含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素
②相關金屬離子[c(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氫氧化物沉淀時的pH如下：
金屬離子 Al3＋ Fe3＋ Fe2＋ Ca2＋ Mn2＋ Mg2＋
開始沉淀的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常溫下，CaF2、MgF2的溶度積分別為1.46×10－10、7.42×10－11
回答下列問題：
(1)“焙燒”時發生的主要反應的化學方程式為__________________________。
(2)分析下列圖1、圖2、圖3，氯化銨焙燒菱錳礦的最佳條件是：焙燒溫度_________，氯化銨與菱錳礦粉的質量之比為________，焙燒時間為__________________________。
(3)浸出液“凈化除雜”過程如下：首先加入MnO2將Fe2＋氧化為Fe3＋，反應的離子方程式為_________________；然后調節溶液pH使Fe3＋、Al3＋沉淀完全，此時溶液的pH范圍為_________，再加入NH4F沉淀Ca2＋、Mg2＋，當c(Ca2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1時，c(Mg2＋)＝_______mol·L－1。
(4)碳化結晶時，發生反應的離子方程式為__________________________________________。
(5)流程中能循環利用的固態物質是___________。
15. 利用化學原理可以對工廠排放的廢水、廢渣等進行有效檢測與合理處理。某工廠對制革工業污泥Cr(Ⅲ)的處理工藝流程如圖：
已知硫酸浸取液中的金屬離子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋
(1)酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施有_______________、____________________(答出兩點)。
(2)H2O2的作用是將濾液Ⅰ中的Cr3＋轉化為Cr2O，則此反應中氧化劑和還原劑物質的量之比為__________。
(3)常溫下，部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如表所示：
陽離子 Fe3＋ Al3＋ Cr3＋
開始沉淀時的pH 2.7 － －
沉淀完全時的pH 3.7 5.4(＞8溶解) 9(＞9溶解)
①用NaOH調節溶液的pH不能超過8，其理由是_____________________________________。
②當pH＝8時，Mg2＋______________ (填“是”或“否”)開始沉淀(溶液中Mg2＋濃度不超過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，溶液呈堿性，Cr2O轉化為CrO，寫出上述流程中用SO2進行還原時發生反應的離子方程式：_____________________________。
第 54 講-原料的預處理答案及解析
1.B
【分析】焙燒過程中鐵轉化為三氧化鐵、鉻元素被氧化轉化為對應鈉鹽，水浸中氧化鐵不溶轉化為濾渣，濾液中存在鉻酸鈉，與淀粉的水解產物葡萄糖發生氧化還原得到氫氧化鉻沉淀。
【詳解】A．鐵、鉻氧化物與碳酸鈉和氧氣反應時生成氧化鐵、鉻酸鈉和二氧化碳，A正確；
B．焙燒過程鐵元素被氧化，濾渣的主要成分為氧化鐵，B錯誤；
C．濾液①中元素的化合價是+6價，鐵酸鈉遇水水解生成氫氧化鐵沉淀溶液顯堿性，所以Cr 元素主要存在形式為，C正確；
D．由分析知淀粉水解液中的葡萄糖起還原作用，D正確；
故選B。
2.B
【分析】“鹽浸”過程轉化為，發生反應，根據題中信息可知，Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解，通入空氣氧化后Fe2+和Fe3+轉化為Fe(OH)3；“沉鋅”過程發生反應為：，經洗滌干燥后得到產物ZnS及濾液。
【詳解】A. “鹽浸”過程中消耗氨氣，浸液下降，需補充，A正確；
B. 由分析可知，“濾渣”的主要成分為Fe3O4和Fe2O3，只含少量的Fe(OH)3，B錯誤；
C. “沉鋅”過程發生反應，C正確；
D. 應合理控制用量，以便濾液循環使用，D正確；
故答案選B。
3.（2）
（3） ①. 使銀元素轉化為AgCl沉淀 ②. 0.5
【分析】銅陽極泥（含有Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等）加入H2O2、H2SO4、NaCl氧化酸浸，由題中信息可知，濾液1中含有Cu2+和H2SeO3，濾渣1中含有Au、AgCl、PbSO4；濾渣1中加入NaClO、H2SO4、NaCl，將Au轉化為Na[AuCl4]除去，濾液2中含有Na[AuCl4]，濾渣2中含有AgCl、PbSO4；在濾渣2中加入Na2SO3，將AgCl轉化為Ag2SO3，過濾除去PbSO4，濾液3含有Ag2SO3；濾液2中加入Na2S2O4，將Ag元素還原為Ag單質，Na2S2O4轉化為Na2SO3，濾液4中溶質主要為Na2SO3，可繼續進行銀轉化過程。
（2）濾液1中含有Cu2+和H2SeO3，氧化酸浸時Cu2Se與H2O2、H2SO4發生氧化還原反應，生成、和，反應的離子方程式為：
；
（3）①在“氧化酸浸”工序中，加入適量的原因是使銀元素轉化為AgCl沉淀；
②由題目可知，在“除金”工序溶液中，若加入過多，AgCl則會轉化為，當某離子的濃度低于1.0×10 5mol L 1時，可忽略該離子的存在，為了不讓AgCl發生轉化，則另，由，可得，即濃度不能超過；
4.（1）CuSO4 （2）
（3） （4）BC （5）做絡合劑，將Au轉化為從而浸出
（6）作還原劑，將還原為Au
（7） ①. ②. NaCN
【分析】礦粉中加入足量空氣和H2SO4，在pH=2時進行細菌氧化，金屬硫化物中的S元素轉化為硫酸鹽，過濾，濾液中主要含有Fe3+、、As（Ⅵ），加堿調節pH值，Fe3+轉化為膠體，可起到絮凝作用，促進含As微粒的沉降，過濾可得到凈化液；濾渣主要為Au，Au與空氣中的O2和NaCN溶液反應，得到含的浸出液，加入Zn進行“沉金”得到Au和含的濾液②。
（1）“膽水”冶煉銅，“膽水”的主要成分為CuSO4；
（2）“細菌氧化”的過程中，FeS2在酸性環境下被O2氧化為Fe3+和，離子方程式為：；
（3）“沉鐵砷”時，加堿調節pH值，Fe3+轉化為膠體，可起到絮凝作用，促進含As微粒的沉降；
（4）
A．細菌的活性與溫度息息相關，因此細菌氧化也需要控溫，A不符合題意；
B．焙燒氧化時，金屬硫化物中的S元素通常轉化為SO2，而細菌氧化時，金屬硫化物中的S元素轉化為硫酸鹽，可減少有害氣體的產生，B符合題意；
C．焙燒氧化需要較高的溫度，因此所使用的設備需要耐高溫，而細菌氧化不需要較高的溫度就可進行，設備無需耐高溫，C符合題意；
D．由流程可知，細菌氧化也會產生廢液廢渣，D不符合題意；
故選BC；
（5）“浸金”中，Au作還原劑，O2作氧化劑，NaCN做絡合劑，將Au轉化為從而浸出；
（6）“沉金”中Zn作還原劑，將還原為Au；
（7）濾液②含有，經過H2SO4的酸化，轉化為ZnSO4和HCN，反應得化學方程式為：；用堿中和HCN得到的產物，可實現循環利用，即用NaOH中和HCN生成NaCN，NaCN可用于“浸金”步驟，從而循環利用。
5.【答案】(1)做還原劑，將還原 (2)
(3)c (4) 不可行 產物中的硫化物與酸反應生成的有毒氣體會污染空氣，而且與鹽酸反應生成可溶于水的，導致溶液中混有雜質無法除去、最終所得產品的純度降低
(5) (6)
【分析】由流程和題中信息可知，與過量的碳粉及過量的氯化鈣在高溫下焙燒得到、、易溶于水的和微溶于水的；燒渣經水浸取后過濾，濾渣中碳粉和，濾液中有和；濾液經酸化后濃縮結晶得到晶體；晶體溶于水后，加入和將鋇離子充分沉淀得到；經熱分解得到。
【詳解】（1）“焙燒”步驟中，與過量的碳粉及過量的氯化鈣在高溫下焙燒得到、、和，被還原為，因此，碳粉的主要作用是做還原劑，將還原。
（2）“焙燒”后固體產物有、易溶于水的和微溶于水的。易溶于水的 與過量的可以發生復分解反應生成硫化鈣沉淀，因此，“浸取”時主要反應的離子方程式為。
（3）“酸化”步驟是為了將轉化為易溶液于的鋇鹽，由于硫酸鋇和磷酸鋇均不溶于水，而可溶于水，因此，應選用的酸是鹽酸，選c。
（4）如果焙燒后的產物直接用酸浸取是不可行的，其原因是：產物中的硫化物與酸反應生成的有毒氣體會污染空氣，而且與鹽酸反應生成可溶于水的，導致溶液中混有雜質無法除去、最終所得產品的純度降低。
（5）“沉淀”步驟中生成的化學方程式為：++=。
（6）“熱分解”生成粉狀鈦酸鋇，該反應的化學方程式為，，因此，產生的=。
6.(1) > 、
(2) 是為了與電離出的結合生成，使平衡正向移動，提高的浸出率；是為了抑制水解，防止生成沉淀
(3) 、 被氧氣氧化為，把氧化為
(4)可將兩種礦石中的錳元素同時提取到浸錳液中，得到，同時將銀元素和錳元素分離開；生成的還可以用于浸銀，節約氧化劑
【分析】銀錳精礦(主要含、、)和氧化錳礦(主要含)混合加溶液，使礦石中的錳元素浸出，同時去除，礦石中的銀以的形式殘留于浸錳渣中，浸錳液中主要的金屬陽離子有、；浸錳渣中與過量和的混合液反應，將中的銀以形式浸出，用鐵粉把還原為金屬銀。
【詳解】（1）①“浸錳”過程中，礦石中的銀以的形式殘留于浸錳渣中，發生反應，硫化錳溶于強酸而硫化銀不溶于強酸，則可推斷：>；
②根據信息，在溶液中二氧化錳可將氧化為，自身被還原為，則浸錳液中主要的金屬陽離子有、。
（2）①中S元素化合價升高，Fe元素化合價降低，根據得失電子守恒、元素守恒，該離子方程式為；
②是為了與電離出的結合生成，使平衡正向移動，提高的浸出率；是為了抑制水解，防止生成沉淀。
（3）①鐵粉可將還原為單質銀，過量的鐵粉還可以與鐵離子發生反應，因此離子方程式為、；
②溶液中生成的會被空氣中的氧氣緩慢氧化為，把部分氧化為，因此后銀的沉淀率逐漸降低。
（4）聯合提取銀和錳的優勢在于“浸錳”過程可將兩種礦石中的錳元素同時提取到浸錳液中，將銀元素和錳元素分離開，利用的氧化性將中的氧化為，同時生成的還可以用于浸銀，節約氧化劑，同時得到。
7.(1)①Fe2O3 ②SiO2 (2)增大固液接觸面積，加快反應速率，提高黃鐵礦的利用率
(3)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O15FeSO4+8H2SO4
8.(2)溶解浸出 (3)MgO、Fe2O3
9. (2)適當升高溫度，將獨居石粉碎等
(3)Al(OH)3
(4)促使鋁離子沉淀
10. (1) 6 +1
(2)Cu2O+H2O2+2H2SO4=2CuSO4+3H2O
(3) 4.7 藍色沉淀溶解，溶液變成深藍色 2.0×10-6
(4) HCl溶液、BaCl2溶液 作溶劑
(5)GaCl3+NH3GaN+3HCl
【解析】
廢舊CIGS首先焙燒生成金屬氧化物，之后再用硫酸和過氧化氫將氧化亞銅中+1價銅氧化為+2價，再加氨水分離氫氧化銅，過濾，氨水過量氫氧化銅再溶解，用SOCl2溶解，以此解題。
(1)硫為第VIA族元素，硒(Se)與硫為同族元素，故Se的最外層電子數為6，鎵(Ga)和銦(In)位于元素周期表第IIIA族，則根據正負化合價為零則可以知道CuIn0.5Ga0.5Se2中Cu的化合價為+1；
(2)“酸浸氧化”為酸性條件下H2O2燒渣中Cu2O反應，其方程式為：Cu2O+H2O2+2H2SO4=2CuSO4+3H2O；
(3)In3+恰好完全沉淀時c(OH-)=≈1.0×10-3，c(H+)=1.0×10-4.7，故答案是pH=4.7；藍色沉淀是氫氧化銅，繼續滴加氨水會生成四氨合銅離子，這時氫氧化銅會溶解，故答案是藍色沉淀溶解，溶液變成深藍色；由反應方程式可知，由K′=≈1.0×1034，得
K==
=1.0×1034×KSP([Ga(OH)3]×Kb(NH3 H2O)，代入數據可知K=2.0×10-6；
(4)檢驗濾渣中SO42-是否洗凈可以加入強酸和含鋇離子的鹽，故試劑是HCl溶液、BaCl2溶液；通過“回流過濾”分為兩部分濾渣和濾液，故SOCl2的另一個作用是作溶劑；
(5)高溫氣相沉積”過程中是氨氣和GaCl3反應，其方程式為：GaCl3+NH3GaN+3HCl。
11. (1) 4 VIB
(2)FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl
(3)H3V2O7-
(4) 6.0 1×10-6
(5)Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O
(6)防止pH較大時，二價錳[Mn(Ⅱ)]被空氣中氧氣氧化，轉化為MnO2附在Cr(OH)3的表面，使產物不純
【解析】
分析本工藝流程圖可知，“沉釩”步驟中使用氫氧化鐵膠體吸附含有釩的雜質，濾液中主要含有Mn2+和Cr3+，加熱NaOH“沉鉻”后，Cr3+轉化為固體A為Cr(OH)3沉淀，濾液B中主要含有MnSO4，加入Na2S2O3主要時防止pH較大時，二價錳[Mn(Ⅱ)]被空氣中氧氣氧化，Cr(OH)3煅燒后生成Cr2O3，“轉化”步驟中的反應離子方程式為：Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O，據此分析解題。
(1)Cr是24號元素，價層電子對排布式為：3d54s1，根據最高能層數等于周期序數，價電子數等于族序數，故Cr元素位于元素周期表第4周期VIB族，故答案為：4；VIB；
(2)用FeCl3溶液制備Fe(OH)2膠體的化學方程式為FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl，故答案為：FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl；
(3)常溫下，各種形態五價釩粒子總濃度的對數[lgc總(V)]與pH關系如圖1。已知釩鉻錳礦渣硫酸浸液c總(V)=0.01 mol L 1 ，lgc總(V)=-2，從圖中可知， “沉釩”過程控制pH=3.0，
lgc總(V)=-2時，與膠體共沉降的五價釩粒子的存在形態為H3V2O7-，故答案為：H3V2O7-；
(4)某溫度下，Cr(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的沉淀率與pH關系如圖2，由圖中信息可知“沉鉻”過程最佳pH為6.0；則此時溶液中OH-的濃度為：c(OH-)=10-8mol/L，在該條件下濾液B中
c(Cr3+)= ==1×10-6 mol L 1 ，故答案為：6.0；1×10-6；
(5)由分析可知，“轉化”過程中生成MnO2的離子方程式為Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O，故答案為：Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O；
(6)由分析可知，“提純”過程中Na2S2O3的作用為防止pH較大時，二價錳[Mn(Ⅱ)]被空氣中氧氣氧化，轉化為MnO2附在Cr(OH)3的表面，使產物不純，故答案為：防止pH較大時，二價錳[Mn(Ⅱ)]被空氣中氧氣氧化，轉化為MnO2附在Cr(OH)3的表面，使產物不純。
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]　加熱
(5) Mn2++HCO3－+NH3=MnCO3↓+NH4+
(6) (NH4)2SO4
【解析】 輝銅礦的主要成分為Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等雜質，加入稀硫酸和二氧化錳浸取，過濾得到濾渣為MnO2、SiO2、單質S，濾液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+，調節溶液pH除去鐵離子，加入碳酸氫銨溶液沉淀錳，過濾得到濾液趕出氨氣循環使用，得到堿式碳酸銅。
(1) 酸浸時，通過粉碎礦石或者升高溫度或者進行攪拌等都可以提高浸取速率，延長浸取時間并不能提高速率。(2) “浸取”時：在酸性條件下MnO2氧化Cu2S得到硫單質、CuSO4和MnSO4，其反應的離子方程式是2MnO2+Cu2S+8H+=S↓+2Cu2++2Mn2++4H2O。(3) 浸取時氧化鐵與稀硫酸生成硫酸鐵和水，若先除鐵再浸取，浸取速率明顯變慢，Fe3+可催化Cu2S被MnO2氧化。(4) 加入的試劑A應用于調節溶液pH，促進鐵離子的水解，但不能引入雜質，因最后要制備堿式碳酸銅，則可加入氧化銅、氫氧化銅等；因氨氣易揮發，加熱可促進揮發，則可用加熱的方法趕氨。(5) “沉錳”(除Mn2+)過程中，加入碳酸氫銨和氨氣，生成碳酸錳沉淀，反應的離子方程式為Mn2++HCO3-+NH3=MnCO3↓+NH4+。(6) 濾液Ⅱ主要是硫酸銨溶液通過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌得到硫酸銨晶體。
13. (1)FeS+Cu2+===CuS+Fe2+
(2)①2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
②除去Fe3+
③取少量濾液Ⅲ于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液不變紅色，則Fe3+已除凈
(3)增大NiSO4的濃度，利于蒸發結晶(或富集NiSO4)
(4) ①有少量晶體析出(或者溶液表面形成晶體薄膜)
②d　
③重結晶
【解析】(1) FeS除去Cu2+的反應是沉淀的轉化，即FeS+Cu2+= CuS+Fe2+。(2) ①對濾液Ⅱ中加H2O2的目的是將Fe2+氧化Fe3+，加入H2O2的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。②調濾液ⅡpH的目的是除去Fe3+。③檢驗Fe3+是否除盡的操作和現象：用試管取少量濾液Ⅲ，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液不變紅色，則Fe3+已除凈。(3) NiSO4與Na2CO3反應生成NiCO3沉淀，而后過濾，再加適量稀硫酸溶解又生成NiSO4，這樣可提高NiSO4的濃度，有利于蒸發結晶。(4) ①在進行蒸發濃縮操作時，當少量晶體析出時或溶液表面形成晶體薄膜時，停止加熱。②為了提高產率，過濾后得到的母液要循環使用，應該回流到流程d中循環使用。③產品的純度不夠需要重新溶解、濃縮、結晶析出得到較純凈的晶體，實驗操作為重結晶。
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)根據工藝流程圖知“焙燒”時發生的主要化學反應方程式為MnCO3＋2NH4Cl MnCl2＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O。(2)根據圖示錳浸出率比較高，焙燒菱錳礦的最佳條件是焙燒溫度500 ℃，氯化銨與菱錳礦粉的質量比為1.10，焙燒時間為60 min。(3)二氧化錳具有氧化性，可以氧化亞鐵離子，而二氧化錳被還原為錳離子，反應的離子方程式為MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O；根據題干信息知pH在5.2時Al3＋沉淀完全，pH在8.1時，Mn2＋開始沉淀，所以將Fe3＋、Al3＋沉淀完全，可以調整pH范圍在5.2≤pH<8.1；根據CaF2、MgF2的溶度積計算得：c2(F－)＝ ＝1.46×10－5，c(Mg2＋)＝mol·
L－1≈5.1×10－6 mol·L－1。(4)根據流程圖知碳化結晶時，發生反應的離子方程式為Mn2＋＋2HCO MnCO3↓＋CO2↑＋H2O。(5)流程圖可以看出能循環利用的固態物質是NH4Cl。
15. (1)升高溫度(加熱)　攪拌　
(2)3∶2　
(3)①pH超過8會使部分Al(OH)3溶解生成AlO，最終影響Cr回收與再利用　②否　
(4)3SO2＋2CrO＋12H2O===2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO＋2OH－
【解析】(1)酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施是延長浸取時間、加快溶解速度等措施，可以升高溫度增大物質的溶解度或攪拌加快溶解速度。(2)H2O2將Cr3＋轉化為Cr2O，H2O2作氧化劑。Cr3＋被氧化，發生的反應為2Cr3＋＋3H2O2＋H2O===Cr2O＋8H＋，氧化劑和還原劑物質的量之比為3∶2。(3)①pH＝8時，Fe3＋、Al3＋已沉淀完全，pH＞8時，會使部分Al(OH)3溶解生成AlO，會影響Cr的回收與再利用。
②當pH＝8時，Qc＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝1×(10－6)2＝10－123SO2＋2CrO＋12H2O===2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO＋2OH－。
14第 54 講-原料的預處理
1.知識重構
2024年原料預處理考向考點統計
地區 考點考向 陌生元素 熟悉元素
2024全國甲卷8題 煉鋅廢渣中提取鈷，資源的回收利用，主要對原料預處理中酸浸、凈化除雜（復分解反應除雜、氧化還原除雜、調pH值除雜）、濾液、濾渣的成分判斷進行考查。 Co/Mn/Pb Zn/Fe/Cu
2024全國新課標卷8題 從濕法煉鋅廢渣中得到含錳高鈷成品，資源的回收利用，主要對原料預處理中原料粉碎、酸浸、氧化還原除雜、調節pH促進水解凈化除雜方法及其目的、濾液、濾渣的成分判斷、和氧化還原陌生方程式書寫進行考查。 Co/Mn/Pb Zn/Fe
2024河北卷16題 從石煤中提取V2O5，資源的回收利用，主要對原料預處理中焙燒、水浸、鹽浸、離子交換、濾液、濾渣的成分判斷、洗脫工序和浸出率、綠色化學思想、流程中指定轉化的方程式書寫進行考查。 V Al/Ca/Na
2024山東卷18題 以鉛精礦為主要原料提取金屬Pb和Ag，礦物資源利用，主要對原料預處理中鹽浸、氧化還原除雜方法及其目的、濾液、濾渣的成分判斷、流程中指定轉化的方程式書寫、氧化還原有關物質的量的計算進行考查。 Pb/Ag Fe/S
2024湖南卷16題 從銅陽極泥回收貴金屬Au和Ag，結合理論的綜合類資源的回收利用工藝流程，主要對原料預處理中氧化酸浸、凈化除雜、濾液、濾渣的成分判斷、和氧化還原陌生方程式書寫進行考查。 Au/Ag/Pb Cu/Se
2024湖北卷16題 從宇航器件中提取鈹，物質制備類工藝流程，主要對原料預處理中酸浸、萃取反萃取知識進行考查。 Be Si/Al
2024北京卷18題 利用黃銅礦生產純銅，礦物資源利用物質制備類工藝流程，主要對原料預處理中焙燒、酸浸、由圖像分析溫度對浸取率的影響、氧化還原陌生方程式書寫進行考查。 Fe/Si/Cu
2024甘肅卷15題 以高爐渣原料，對煉鋼煙氣進行回收利用，結合理論的綜合類資源的回收利用工藝流程，主要對原料預處理中焙燒、水浸、凈化除雜、濾液、濾渣的成分判斷、沉淀的轉化、流程中指定轉化的方程式書寫進行考查。 Ca/Mg/Al/Si
2024安徽卷15題 從銅陽極泥中分離提純金和銀，資源的回收利用，主要對原料預處理中浸取和濾液、濾渣的成分判斷、氧化還原知識、流程中指定轉化的方程式書寫進行考查。 Au/Ag Cu
2024吉林卷16題 以載金硫化礦粉冶煉金,礦物資源利用，主要對原料預處理中細菌氧化、酸浸、鹽浸、凈化除雜，濾液、濾渣的成分判斷、置換、綠色化學思想和氧化還原方程式書寫進行考查。 Au/As Zn/Fe
工藝流程模型
（一）區分焙燒、煅燒、灼燒
焙燒是將礦石、精礦在空氣、氯氣、氫氣、甲烷、一氧化碳或二氧化碳等氣流中不加或配加一定物料，加熱至低于爐料的熔點，發生氧化、還原或其他化學變化的過程。焙燒有時也可以作為金屬礦物精煉的過程。焙燒過程根據反應性質可分為氧化焙燒、還原焙燒、硫酸化焙燒、揮發焙燒、氯化焙燒等。氧化焙燒是在焙燒操作中應用最為廣泛，是指在氧化氣氛中低于焙燒物料熔點對原料進行處理，目的是為了把金屬元素氧化為金屬氧化物，同時除去易揮發的物質。還原焙燒是指將氧化礦預熱至一定溫度，然后用還原性氣體（含 CO、H2、CH4等）或粉煤、焦炭等還原礦物中部分或全部高價金屬的過程。氯化焙燒是指借助氯化劑（可用氯氣、HCl 等氣體作氯化劑，也可用CaCl2、NaCl、MgCl2、FeCl3等固體作氯化劑，固體氯化劑在氯化焙燒過程中，會全部或大部分轉化成氯氣或 HCl 等氣體氯化劑再起作用）使物料中某些組分轉變為氣態或凝聚態的氯化物，從而與其他組分分離。堿性焙燒是以純堿、燒堿或石灰石等堿性物質為反應劑，對固體原料進行高溫處理的一種堿解過程。例如：軟錳礦與苛性鉀焙燒制取錳酸鉀；鉻鐵礦與苛性鉀焙燒制取鉻酸鉀。
焙燒過程所用設備，按固體物料運動特性，可分為固定床、移動床和流動床幾類；按其所用加熱爐的形式可分為反射爐、多膛爐、豎窯、回轉窯、沸騰爐、施風爐等。
煅燒是指將物料在低于熔點的適當溫度下加熱，使其分解并除去所含結晶水、CO2或 SO2等揮發性物質的過程，所以煅燒過程的反應物通常是固體，生成物是另一種固體和氣體。煅燒在工業上可用于制備固體（或氣體）原料，如煅燒石灰石制備生石灰，同時得到副產物 CO2；還可以用于生產產品，如侯氏制堿法最終通過煅燒 NaHCO3固體制Na2CO3等。灼燒將固體物質加熱到高溫以達到脫水、分解或除去揮發性雜質、有機物和銨鹽等目的的操作稱為灼燒。灼燒通常指的是實驗室里對固體進行的高溫操作，加熱 儀器有酒精燈、煤氣燈或電爐等，如海帶提碘實驗中通過灼燒除去有機物，大學 實驗室里還常用到電加熱套、管式爐和馬弗爐等。
(2022年全國甲卷) （2022年遼寧卷）
(2022年湖南卷)
（二）浸取
1、水浸：與水接觸反應或溶解，使原料變成離子進入溶液中,做到初步分離。
2、酸浸：在酸性溶液中使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去的過程。常用硫酸、鹽酸、硝酸等，用鹽酸、硝酸酸溶時要注意控溫，用硫酸酸溶時要關注Pb2+ 、Ca2+ 、Ag+會生成PbSO4、 CaSO4、Ag2SO4在濾渣中出現。
3、堿浸：堿溶常用NaOH溶液、氨水、Na2CO3溶液等，與堿接觸反應或溶解，NaOH溶液使酸性氧化物和兩性氧化物以含氧酸根離子（如Si、Al、Zn、Cr等元素），或與NH3形成配離子進入溶液
4、鹽浸：用銨鹽溶液、FeCl3溶液。
5、醇浸：提取有機物，常采用有機溶劑(乙醚，二氯甲烷等)浸取的方法提取有機物。
（三）凈化除雜
1、復分解反應
常見的沉淀劑：
氧化還原反應
常見氧化劑：
常見還原劑：
調pH除雜
調pH方法：
4、置換反應
5、溶解平衡
6、萃取、反萃取
答案1.（1）.碳酸鹽難溶于水+2價離子M2+常用NH4HCO3或(NH4)2CO3來除去
（2）.+2價重金屬M2+可用Na2S,或MnS等將其轉化為更難溶的沉淀而除去
（3）.Ca2+,Mg2+等可以通過氟化物沉淀CaF2↓,MgF2↓而除去
2. Cl2、KClO3、O2、H2O2、MnO2、KMnO4、HNO3等
S2-、I-、Fe2+、金屬等
通過①加入一定量的酸或堿②加入對應的鹽或氧化物來調節pH除雜
6.萃取——用一種溶劑將溶質從另一種溶劑中提取出來。反萃取——萃取劑的再生
（2020山東選擇題）實驗室分離Fe3+和Al3+的流程如下
已知Fe3+在濃鹽酸中生成黃色配離子[FeCl4]-，該配離子在乙醚（Et2O，沸點34.6℃）中生成締合物Et2O·H+·[FeCl4]-
A．萃取振蕩時，分液漏斗下口應傾斜向下
B．分液時，應先將下層液體由分液漏斗下口放出
C．分液后水相為無色，說明已達到分離目的
D．蒸餾時選用直形冷凝管
2.重溫經典
焙燒
例1（2024年北京卷18節選）利用黃銅礦（主要成分為，含有等雜質）生產純銅，流程示意圖如下。
（1）礦石在焙燒前需粉碎，其作用是___________________________。
【答案】：（1）增大接觸面積，加快反應速率，使反應更充分
例2（2023福建10節選）白合金是銅鈷礦冶煉過程的中間產物，一種從白合金(主要含及少量)中分離回收金屬的流程如下：
(1)“酸浸 1”中，可以加快化學反應速率的措施有 （任寫其中一種），CoO 發生反應的離子方程式 。
(2)“焙燒1”中，晶體[和]總質量隨溫度升高的變化情況如下：
溫度區間/℃
晶體總質量 變小 不變 變小 不變
①升溫至過程中，晶體總質量變小的原因是 ；發生分解的物質是 (填化學式)。
②為有效分離鐵、鈷元素，“焙燒1”的溫度應控制為 ℃。
(6)“焙燒2”中發生反應的化學方程式為 ；“濾渣2”是 (填化學式)。
【答案】(1) 粉碎白合金、攪拌、適當升溫、適當增大稀濃度等
(2) 失去結晶水
(6)
例3．(2022年全國甲卷節選)菱鋅礦的主要成分為ZnCO3其制備流程如下：
(1)菱鋅礦焙燒生成氧化鋅的化學方程式為_______。
(2)為了提高鋅的浸取效果，可采取的措施有_______、_______。
【答案】(1)ZnCO3ZnO+CO2↑
(2) 將焙燒后的產物碾碎，增大接觸面積、增大硫酸的濃度等
例4．(2022年遼寧卷節選）(1)為提高培燒效率，可采取的措施為___________。
a．進一步粉碎礦石 b．鼓入適當過量的空氣 c．降低焙燒溫度
(2)Bi2S3在空氣中單獨焙燒生成Bi2O3，反應的化學方程式為___________。
【答案】(1)ab
(2)2Bi2S3+9O22Bi2O3+6SO2
例5(2022年河北卷)(2)黃鐵礦研細的目的是_______。
【答案】增大固液接觸面積，加快反應速率，提高黃鐵礦的利用率
例6．(2021年山東卷節選)工業上以鉻鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質)為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7 2H2O)的工藝流程如圖。回答下列問題：
(1)焙燒的目的是將FeCr2O4轉化為Na2CrO4并將Al、Si氧化物轉化為可溶性鈉鹽，焙燒時氣體與礦料逆流而行，目的是_______________________
【答案】(1)增大反應物接觸面積，提高化學反應速率
浸取
例7（2024年安徽省15節選） 精煉銅產生的銅陽極泥富含等多種元素。研究人員設計了一種從銅陽極泥中分離提收金和銀的流程，如下圖所示。
回答下列問題：
（2）“浸出液1”中含有的金屬離子主要是_______。
（3）“浸取2”步驟中，單質金轉化為的化學方程式為_______。
（4）“浸取3”步驟中，“浸渣2”中的_______(填化學式)轉化為。
【答案】（2）Cu2+ （3） （4）AgCl
例8（2024年甘肅卷節選 ）我國科研人員以高爐渣(主要成分為，，和等)為原料，對煉鋼煙氣(和水蒸氣)進行回收利用，有效減少了環境污染，主要流程如圖所示：
已知：
（1）高爐渣與經焙燒產生的“氣體”是_______。
（2）“濾渣”的主要成分是和_______。
（3）“水浸2”時主要反應的化學方程式為_______，該反應能進行的原因是_______。
【答案】（1）NH3 （2）SiO2
①.
②. ，微溶的硫酸鈣轉化為更難溶的碳酸鈣
例9（2023遼寧卷節選）某工廠采用如下工藝處理鎳鈷礦硫酸浸取液（含和)。實現鎳、鈷、鎂元素的回收。
(1)用硫酸浸取鎳鈷礦時，提高浸取速率的方法為 (答出一條即可)。
【答案】(1)適當增大硫酸濃度或適當升高溫度或將鎳鈷礦粉碎增大接觸面積
例10.(2021年河北卷節選)(2)工序①的名稱為_________________
【答案】(2)加水浸取
例11．(2020年全國卷Ⅲ節選)某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物，還有少量其他不溶性物質。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體(NiSO4·7H2O)：
回答下列問題：
(1)“堿浸”中NaOH的兩個作用分別是___________________________________，為回收金屬，用稀硫酸將“濾液①”調為中性，生成沉淀。寫出該反應的離子方程式_____________________
【答案】(1)除去油脂，溶解鋁及其氧化物　AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
例12．(2022山東卷節選)工業上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3，含SiO2等雜質]為原料生產磷酸和石膏，工藝流程如下：
回收利用洗滌液X的操作單元是_______；
【答案】酸解
例13（2021全國Ⅰ卷節選）磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。
（4）“水浸渣”在160℃“酸溶”，最適合的酸是_____。 “酸溶渣”的成分是____、___。
【答案】（4）硫酸 SiO2 CaSO4
例14（2021·河北模擬節選）合理利用工廠煙灰，變廢為寶，對保護環境具有重要意義。以某鋼鐵廠煙灰(主要成分為ZnO，并含少量的CuO、MnO2、Fe2O3等)為原料制備氧化鋅的工藝流程如下：
(1)“浸取”工序中加入過量氨水的目的：①使ZnO、CuO溶解，轉化為[Zn(NH3)4]2+和[Cu(NH3)4]2+配離子；② 。
【答案】增大溶液pH， 將 HCO3-轉化為CO32-
鹽 浸
例15（2023河北10）閉環循環有利于提高資源利用率和實現綠色化學的目標。利用氨法浸取可實現廢棄物銅包鋼的有效分離，同時得到的可用于催化、醫藥、冶金等重要領域。工藝流程如下：
已知：室溫下的。
回答下列問題：
(1)首次浸取所用深藍色溶液①由銅毛絲、足量液氨、空氣和鹽酸反應得到，其主要成分為 (填化學式)。
(2)濾渣的主要成分為 (填化學式)。
(3)浸取工序的產物為，該工序發生反應的化學方程式為 。浸取后濾液的一半經氧化工序可得深藍色溶液①，氧化工序發生反應的離子方程式為 。
(4)浸取工序宜在之間進行，當環境溫度較低時，浸取液再生后不需額外加熱即可進行浸取的原因是 。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)鹽酸和液氨反應放熱
例16．(2019年新課標Ⅰ卷節選)硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料，廣泛應用于玻璃、醫藥、肥料等工藝。一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產硼酸及輕質氧化鎂的工藝流程如下：
回答下列問題：
(1)在95 ℃“溶浸”硼鎂礦粉，產生的氣體在“吸收”中反應的化學方程式為____________。
(2)“濾渣1”的主要成分有______________________。
【答案】（1）NH4HCO3+NH3== (NH4)2CO3
（2）SiO2 、Fe2O3、Al2O3 KSCN
例17．(2019年江蘇卷節選)實驗室以工業廢渣(主要含CaSO4·2H2O，還含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)為原料制取輕質CaCO3和(NH4)2SO4晶體，其實驗流程如下：
(1)室溫下，反應CaSO4(s)＋CO32- (aq)CaCO3(s)＋SO42- (aq)達到平衡，則溶液中=_____________。[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節選）無水氯化鐠（PrCl3）是制取稀土金屬鐠及鐠合金的主要原料，采用以下工藝流程可由孿生礦（主要含ZnS、FeS、Pr2S3、SiO2等）制備氯化鐠晶體（PrCl3·6H2O）。
已知：①2FeCl3+ZnS=ZnCl2+2FeCl2+S；2FeCl3+FeS=3FeCl2+S
②該工藝條件下，溶液中部分金屬離子生成氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金屬離子 Zn2+ Fe3+ Fe2+
開始沉淀時的pH 5.4 2.2 7.5
沉淀完全時的pH 6.4 3.2 9.0
回答下列問題：
（1）①若其他條件不變，采取下列措施能提高鐠元素浸出率的有 （填字母）。
A.適當升高溶浸溫度 B.適當加快攪拌速率 C.適當縮短溶浸時間
②寫出“溶浸”時Pr2S3發生反應的離子方程式： 。
（2）“濾渣1”的主要成分是 。
【答案】（1）①AB
②Pr2S3+6Fe3+=6Fe2++2Pr3++3S
SiO2、S
復分解反應除雜
例19（2023山東卷17節選）鹽湖鹵水(主要含、和硼酸根等)是鋰鹽的重要來源。一種以高鎂鹵水為原料經兩段除鎂制備的工藝流程如下：
已知：常溫下，。相關化合物的溶解度與溫度的關系如圖所示。
回答下列問題：
(2)濾渣Ⅰ的主要成分是 (填化學式)；精制Ⅰ后溶液中的濃度為，則常溫下精制Ⅱ過程中濃度應控制在 以下。若脫硼后直接進行精制Ⅰ，除無法回收外，還將增加 的用量(填化學式)。
(3)精制Ⅱ的目的是 ；進行操作時應選擇的試劑是 ，若不進行該操作而直接濃縮，將導致 。
【答案】(2) 、Mg(OH)2 CaO
加入純堿將精制Ⅰ所得濾液中的轉化為（或除去精制Ⅰ所得濾液中的），提高純度 鹽酸 濃縮液中因濃度過大使得過早沉淀，即濃縮結晶得到的中會混有，最終所得的產率減小
例20(2022湖北-18)全球對鋰資源的需求不斷增長,“鹽湖提鋰”越來越受到重視。某興趣小組取鹽湖水進行濃縮和初步除雜后,得到濃縮鹵水(含有 Na+、Li+、Cl-和少量 Mg2+、Ca2+),并設計了以下流程通過制備碳酸鋰來提取鋰。
(1)“沉淀1”為____________。
(2)向“濾液1”中加入適量固體Li2CO3的目的是____________。
【答案】(1)Mg(OH)2 (2)將Ca2+轉化為CaCO3而除去
凈化除雜
例21（2023新課標27）鉻和釩具有廣泛用途。鉻釩渣中鉻和釩以低價態含氧酸鹽形式存在，主要雜質為鐵、鋁、硅、磷等的化合物，從鉻釩渣中分離提取鉻和釩的一種流程如下圖所示：
已知：最高價鉻酸根在酸性介質中以Cr2O存在，在堿性介質中以CrO存在。
回答下列問題：
(2)水浸渣中主要有SiO2和 。
(3)“沉淀”步驟調pH到弱堿性，主要除去的雜質是 。
(4)“除硅磷”步驟中，使硅、磷分別以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，該步需要控制溶液的pH≈9以達到最好的除雜效果，若pH<9時，會導致 ；pH>9時，會導致 。
【答案】(2)Fe2O3
(3)Al(OH)3
(4) 磷酸根會與H+反應使其濃度降低導致MgNH4PO4無法完全沉淀，同時可能產生硅酸膠狀沉淀不宜處理 會導鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，導致產品中混有雜質，同時溶液中銨根離子濃度降低導致MgNH4PO4無法完全沉淀
例22．(2022年全國甲卷26)硫酸鋅(ZnSO4)是制備各種含鋅材料的原料，在防腐、電鍍、醫學上有諸多應用。硫酸鋅可由菱鋅礦制備。菱鋅礦的主要成分為ZnCO3，雜質為SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制備流程如下：
本題中所涉及離子的氫氧化物溶度積常數如下表：
離子 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
回答下列問題：
(3)加入物質X調溶液pH=5，最適宜使用的X是_______(填標號)。
A．NH3·H2O B．Ca(OH)2 C．NaOH
濾渣①的主要成分是_______、_______、_______。
(4)向80~90℃的濾液①中分批加入適量KMnO4溶液充分反應后過濾，濾渣②中有MnO2，該步反應的離子方程式為_______。
(5)濾液②中加入鋅粉的目的是_______。
【答案】(3)B Fe(OH)3 CaSO4 SiO2
(4)3Fe2++MnO+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+
(5)置換Cu2+為Cu從而除去
例23．(2022年遼寧卷)某工廠采用輝鉍礦(主要成分為Bi2S3，含有FeS2、SiO2雜質)與軟錳礦(主要成分為MnO2)聯合焙燒法制備BiOCl和MnSO4，工藝流程如下：
已知：①焙燒時過量的MnO2分解為Mn2O3，FeS2轉變為Fe2O3；
回答下列問題：
(3)“酸浸”中過量濃鹽酸的作用為：①充分浸出Bi3+和Mn2+；②___________。
(4)濾渣的主要成分為___________(填化學式)。
(5)生成氣體A的離子方程式為___________。
(6)加入金屬Bi的目的是___________。
【答案】(3)抑制金屬離子水解，還原Mn2O3
(4)SiO2
(5)Mn2O3+6H++2Cl-=2Mn2++Cl2↑+3H2O
(6)將Fe3+轉化為Fe2+,不引入新的雜質
萃取與反萃取
例24.（2024湖北卷16節選） 鈹用于宇航器件的構筑。一種從其鋁硅酸鹽中提取鈹的路徑為：
已知：
回答下列問題：
（3）“萃取分液”的目的是分離和，向過量燒堿溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，觀察到的現象是_______。
（4）寫出反萃取生成的化學方程式_______。“濾液2”可以進入_______步驟再利用。
【答案】（3）無明顯現象
（4） ①. ②. 反萃取
例25．(2022年江蘇卷節選)實驗室以二氧化鈰(CeO2)廢渣為原料制備Cl-含量少的Ce2(CO3)3，其部分實驗過程如下：
(1)“酸浸”時CeO2與H2O2溶液反應生成Ce3+并放出O2，該反應的離子方程式為____________。
(3)通過中和、萃取、反萃取、沉淀等過程，可制備Cl-含量少的Ce2(CO3)3。己知Ce3+能被有機萃取劑(簡稱HA)萃取，其萃取原理可表示為：Ce3+(水層)+3HA (有機層)Ce(A)3 (有機層)+ 3H+(水層)
①加氨水“中和”去除過量鹽酸，使溶液接近中性。去除過量鹽酸的目的是_____________。
②反萃取的目的是將有機層Ce3+轉移到水層。使Ce3+盡可能多地發生上述轉移，應選擇的實驗條件或采取的實驗操作有______________________________________(填兩項)。
③與“反萃取”得到的水溶液比較，濾去Ce2(CO3)3沉淀的濾液中，物質的量減小的離子有_______(填化學式)。
【答案】(1)2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O
(3)①降低溶液中氫離子的濃度，提高Ce3+萃取率，促進碳酸氫根的電離，增大溶液中碳酸根的濃度
②酸性條件，多次萃取
③ Ce3+、H+
3.模型建構
4.名師導學
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