原料的預(yù)處理-2025年高考化學(xué)工藝流程考點(diǎn)剖析與訓(xùn)練（解析版）

剖析02原料的預(yù)處理

知識(shí)講解

1、固體原料粉碎或研磨、液體原料霧化

方法思考角度

將塊狀或顆粒狀的物質(zhì)磨成粉末或?qū)⒁后w霧化，增大反應(yīng)物接觸面積，以加快

反應(yīng)速率或使反應(yīng)更充分。

目的：提高原料轉(zhuǎn)化率、利用率、浸取率，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率等

固體原料粉碎或研磨、

液體原料霧化增大接觸面積的方法：固體——粉碎、研磨；

液體——噴灑；

氣體一用多孔分散器等

典型例題

【例1】（2024?廣西玉林.一模）鉆在新能源、新材料、航空航天、電器制造領(lǐng)域具有重要用途。某煉鋅廢渣

含有鋅、鉛、銅、鐵、鉆、錦的+2價(jià)氧化物及鋅和銅的單質(zhì)。從該廢渣中提取鉆的一種流程如下。

稀H2s。4H盧Na2S2OsNa咫NaClO

[|[調(diào)pH|

煉鋅_____酸浮____?沉前—>[ml_>1沉岳*濾液

廢渣-----~>

111

Mn

浸渣CuS02濾渣CO(OH)3

回答下列問(wèn)題:

（1）“酸浸”前，需將廢渣磨碎，其原因是

【答案】（1）增大固體與酸反應(yīng)的接觸面積，提高鉆元素的浸出效率。

【例2】（2024?河北?模擬預(yù)測(cè)）NazCrzO’2HQ是一種重要的化工原料，可用于制革，印染等工業(yè)。

（1）以鋁鐵礦（主要成分為FeOCrQs，還含有MgO、A12O3,SiO2等）為原料制備NazCrQ?々凡。的工藝流程

如圖。

①焙燒時(shí)將礦料磨碎且氣體與礦料逆流而行，其目的是O

【答案】（1）增大接觸面積，提高反應(yīng)速率，使礦石充分反應(yīng)

【例31（2024.貴州遵義.一模）選擇性催化還原反應(yīng)（SCR）被廣泛用于燃煤電廠尾氣的脫硝。為了回收廢SCR

催化齊U（含V2°5、WO3>TiO?等）中的金屬資源，某研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了如下工藝：

己知：

①WO3是酸性氧化物；TiOz是兩性氧化物，不易在稀酸溶液中溶解。

②H2JO4晶體100。。開(kāi)始升華，189SC分解，H2c2O4溶液具有一定的揮發(fā)性。

回答下列問(wèn)題：

（1）為了提高“酸浸1”速率，對(duì)廢SCR催化劑“預(yù)處理”的方法是（寫(xiě)一點(diǎn)即可）。

（2）“酸浸1"中浸取溫度對(duì)機(jī)、鴇和鈦浸出率的影響如圖所示，90℃以后機(jī)的浸取率下降的可能原因是

70-

60-■一

151V

-O-W

iolTi

5560657075M）85909$100

溫度十

（3）經(jīng)檢測(cè)，含機(jī)濾液中主要存在VC）2+,貝ij“酸浸1”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

【答案】

⑴將廢SCR催化劑粉碎

（2）溫度升高，草酸揮發(fā)

⑶H2c2。4+丫2。5+4川=2丫02++2（：02T+3H2O

知識(shí)講解

2、焙燒、灼燒、燃燒

方法思考角度

反應(yīng)物與空氣、氯氣等氧化性氣體或其他添加進(jìn)去的物質(zhì)（如硫酸）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（所以

焙燒分為氧化焙燒、硫酸化焙燒和氯化焙燒等）。以氣固反應(yīng)為主，為避免物質(zhì)融化反應(yīng)

溫度一般低于熔點(diǎn)，在500?1500℃之間。使用專門(mén)的化工裝置如沸騰爐、焙燒爐等。焙

燒的目的主要有：

①除去硫、碳單質(zhì)；

焙燒

②有機(jī)物轉(zhuǎn)化、除去有機(jī)物；

③高溫下原料與空氣中氧氣反應(yīng)，金屬元素被氧化為高價(jià)態(tài)氧化物或高價(jià)態(tài)化合物；

④除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)（如碳酸鹽沉淀）等。

工業(yè)上可以通過(guò)增加氧氣的量、固體充分粉碎、逆流焙燒、適當(dāng)升溫等來(lái)提高焙燒效率。

物質(zhì)在高溫條件下發(fā)生脫水、分解、揮發(fā)等化學(xué)變化的過(guò)程。反應(yīng)溫度在1000℃左右，

灼燒使用的儀器比較多樣如煤氣燈、電爐等。灼燒海帶、顏色反應(yīng)、焰色試驗(yàn)、灼燒失重、灼

燒殘?jiān)取?/p>

反應(yīng)物受熱分解或發(fā)生晶形轉(zhuǎn)變，為避免融化溫度低于熔點(diǎn)，但大多高于1200℃。如煙

煨燒燒石灰石、生產(chǎn)玻璃、打鐵等，使用的化工設(shè)備如回轉(zhuǎn)窯。燃燒的目的主要有：

改變結(jié)構(gòu)，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解，如煨燒高嶺土。

典型例題

【例1】(2024.浙江杭州.模擬預(yù)測(cè))氧化鋁(Y2O3)是一種重要的非線性光學(xué)材料。某團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了如下路線,

利用含鋁礦石(其主要成分為CaF2、YF3及少量SiCh、MgF?)制備氧化鋁：

濃H2s。4H2ONaHCO3

已知：①SiF4水解生成硅酸和氟硅酸(H2SiF6)；

回答下列問(wèn)題：

(1)在焙燒時(shí)，能提高轉(zhuǎn)化效率的措施有(寫(xiě)出兩條)。

(2)將含鉆礦石與濃硫酸在回轉(zhuǎn)爐中焙燒，尾氣中主要有和SiF4?

【答案】(1)升溫、攪拌或粉碎等(2)HF

【例2】(2024.安徽阜陽(yáng)?模擬預(yù)測(cè))水合氧化鐵(FeOOH)可用作凈水劑和無(wú)機(jī)顏料等，利用硫鐵礦燒渣(主

要含F(xiàn)e2O3>Fe3O4及雜質(zhì)SiCh等)制備FeOOH工藝流程如圖所示：

濾渣濾液

回答下列問(wèn)題：

⑴“還原焙燒”時(shí)，焦炭發(fā)生的總反應(yīng)可表示為3C+2OL2CO+CC)2,焦炭的主要作用為

和;“酸浸”時(shí)，稀硫酸需過(guò)量10%并適當(dāng)延長(zhǎng)浸取時(shí)間，其目的是。

⑵“煨燒”時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為

【答案】

(1)產(chǎn)生還原劑co或使鐵的氧化物被還原燃燒產(chǎn)生熱能提高燒渣中鐵的浸取率

高溫

(^2)4FeCC)3+02+2H2。;^4FeOOH+4CO

【例3】(2024?福建廈門(mén)?模擬預(yù)測(cè))以硫鐵礦(主要成分為FeSz,含少量Si°2)為原料制備FeSO,和軟

磁性材料a-Fe2°3的工藝流程如下：

空氣20%硫酸試劑X

硫鐵礦T焙燒卜T酸溶卜T過(guò)濾H還原卜>……粗產(chǎn)品FeS(V7H2O

[1_1r_

so2濾渣|沉鐵口...->a-Fe2SO3

回答下列問(wèn)題：

(1)焙燒后得到的固體的主要成分為FeQs,則焙燒過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

(2)試劑X是(填化學(xué)式)。

(3)焙燒產(chǎn)生的SO?會(huì)污染環(huán)境，可用足量的濃氨水吸收，反應(yīng)的離子方程式為o

【答案】

焙燒

(l)4FeS2+HO2=2Fe2O3+8SO2

⑵Fe

(3)SO2+2NH3H2O=2NH；+SO『+H2O

知識(shí)講解

3、浸取

浸出率：是指固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少。

提高浸取率的措施：①將礦石研成粉末，提高接觸面積;

②攪拌，使反應(yīng)更加充分;

③當(dāng)增大酸的濃度；

④加熱；

⑤延長(zhǎng)浸出時(shí)間

方法思考角度

①溶解轉(zhuǎn)變成可溶物進(jìn)入溶液中，以達(dá)到與難溶物分離的目的；

酸浸②去氧化物（膜）；

③抑制鹽類的水解；

①除去金屬表面的油污；

堿溶

②溶解兩性化合物（AI2O3、ZnO等），溶解鋁、二氧化硅等；

水浸與水接觸反應(yīng)或溶解，使原料變成離子進(jìn)入溶液中；

醇浸提取有機(jī)物，常采用有機(jī)溶劑（乙醛，二氯甲烷等）浸取的方法提取有機(jī)物；

典型例題

【例1】（2024?安徽?一模）五氧化二鋼廣泛用于冶金、化工等行業(yè)，用作合金添加劑、生產(chǎn)硫酸或石油精煉

用的催化劑等。從廢帆催化劑中（含有K2s。4、V2O5、V2O4、SiO?、Fe2O3、加2。3等）回收機(jī)，既能避免對(duì)

環(huán)境的污染，又能節(jié)約寶貴的資源。回收工藝流程如下：

已知：

①“酸浸”時(shí)，V2O5和V2O4先與稀硫酸反應(yīng)分別生成VO；和VCP+。

②有機(jī)萃取劑萃取VO?+的能力比萃取VO：的能力強(qiáng)。

+

③溶液中VO；與VO；可相互轉(zhuǎn)化：VO>H2OVO；+2H,且NH4VO3為沉淀。

（1）“酸浸”時(shí)，加快浸出速率的措施有（回答一條即可）；FeSO,參與反應(yīng)的離子方程式為

(2)濾渣2的主要成分有；

【答案】

2++2+3+

(1)廢催化劑粉碎，適當(dāng)增大試劑濃度，適當(dāng)升溫等VO^+Fe+2H=VO+Fe+H2O

⑵Fe(OH)3、Al(OH)3

【例2】(2024?海南?高考真題)錦鋅鐵氧體(MnxZnL,Fe2()4)元件是電子線路中的基礎(chǔ)組成部分。某實(shí)驗(yàn)室

利用廢棄電子產(chǎn)品中的錦鋅鐵氧體制備Mn°2、ZnO和FeCzOaNH?。，可用于電池，催化劑等行業(yè)，其工

藝流程如下：

回答問(wèn)題:

(1)氨浸的作用是將元素(填元素符號(hào))有效轉(zhuǎn)移到水溶液中。

(2)煮沸含有配合物的溶液B,產(chǎn)生混合氣體，經(jīng)冷凝后所得溶液可循環(huán)用于氨浸，該溶液是

【答案】⑴Zn(2)氨水

【例3】(2024?廣西?模擬預(yù)測(cè))某煉鋅廢渣含有鋅、鉛、銅、鐵、鉆的+2價(jià)氧化物及鋅和銅的單質(zhì)。從該

廢渣中提取鉆的一種流程如下。

浸出渣銅渣鐵渣濾液

已知：常溫下，%(CoS)=1.8x10-22?；卮鹣铝袉?wèn)題：

⑴基態(tài)Co原子的價(jià)電子排布式為。

(2)“酸浸”步驟中，可提高含鉆廢渣浸出率的措施有(寫(xiě)出一種)。

(3)“浸出渣”的主要成分為(填化學(xué)式)。

【答案】⑴3d74s2⑵升溫、粉碎礦物⑶PbSC)4、Cu

課后鞏固

1.（2024.江蘇揚(yáng)州?模擬預(yù)測(cè)）鐵紅（Fe2O3）是一種用途廣泛的顏料，用某燒渣（主要成分為FezCh,含少量SiO2）

制備鐵紅的流程如下：

空氣炭桶康酸NH4HCO3溶液6

燒渣一*焙燒一*酸浸一?沉鐵|一~七里曳J-F/Oj

滋渣濃液

（1）“焙燒”時(shí)，CO將Fe2O3還原為FeO,該過(guò)程中參加反應(yīng)的還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比是。

（2）“酸浸”時(shí)，提高漫出率的措施有（寫(xiě)出一點(diǎn)即可），生成Fe2+的離子方程式為。

【答案】

（1）1：1

+2+

（2）攪拌、適當(dāng)提高硫酸濃度、適當(dāng)提高酸浸溫度等FeO+2H=Fe+H2O

2、（2024?山東濱州?模擬預(yù)測(cè)）V2O5是接觸法制硫酸的催化劑。工業(yè)上用車凡爐渣（主要含有VzC^FeO,還含

有少量Si。?、P2O5等雜質(zhì)）制備VQ5的流程如圖。

純堿MgSC>4溶液（NH02SO4溶液

鈕爐渣一?焙I燒--水浸一?除硅I、磷一沉I機(jī)一*NH4Vo34AV2。5

tII

空氣浸出渣濾渣

回答下列問(wèn)題:

（1）為加快鋼爐渣的焙燒速率，可采取的措施有（寫(xiě)一條即可），“焙燒”的目的是將V2O3-FeO轉(zhuǎn)化為可

溶性的NaVO3,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式.

（2）“水浸”后，浸出渣的主要成分為（填化學(xué)式）。

剩余固體質(zhì)量

（3）在焙燒NH4VO3的過(guò)程中，固體殘留率（xlOO%）隨溫度變化的曲線如圖。210℃時(shí)，剩余固

初始固體質(zhì)量

體物質(zhì)的化學(xué)式為;產(chǎn)生氣體的空間結(jié)構(gòu)為

0o

9o

8O

020040060077七

【答案】

高溫

(1)將帆爐渣粉碎4FeO-V2O3+4Na2CO3+5O28NaVO3+2Fe2O3+4CO2

(2)Fe2O3

(3)HVO3三角錐形

3.(2024.江西贛州?模擬預(yù)測(cè))高純二硫化鋁(MoS?)粉體被譽(yù)為“固體潤(rùn)滑劑之王”。一種利用鋁精礦(主

要成分為MoS2,含少量MgO、Fe2O3,K2cO3等雜質(zhì))制備高純MoS?的工藝流程如下：

鋁精礦MOS2

酸性廢氣A水洗液氨浸渣

已知：Mo。,在溫度高于650℃時(shí)易升華，不溶于水，能溶于氨水和強(qiáng)堿；在強(qiáng)堿溶液中MoC)3和許多金屬

氧化物反應(yīng)生成鋁酸鹽和多鋁酸鹽。

回答下列問(wèn)題：

(1)“焙燒”過(guò)程中鋁元素轉(zhuǎn)化為鋁焙砂(MOO3),寫(xiě)出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。避免產(chǎn)生的氣體對(duì)

環(huán)境造成污染，可以在銅精礦中加入_____固體(填標(biāo)號(hào))。

A.NaOHB.CaOC.CaCO3

(2)工業(yè)上控制“焙燒”過(guò)程溫度為600℃的原因是。

(3)“水洗”的目的是。

(4)“氨浸”過(guò)程中主要產(chǎn)物為不用氫氧化鈉溶液進(jìn)行浸取除防止引入Na+,還可能的原因

是。

(5)“轉(zhuǎn)化”過(guò)程生成(NHJ2M0S4,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為；可以循環(huán)利用的一種物質(zhì)是(填

化學(xué)式)。

【答案】

(1)2MOS2+7O2==2MOO3+4SO2BC

(2)溫度太低，反應(yīng)速率慢，焙燒不充分；溫度太高，MOO3因升華而損失

⑶除去水溶性的K￡O3等雜質(zhì)

(4)MOO3和MgO、Fe?O3等金屬氧化物在氫氧化鈉溶液中生成鋁酸鹽和多鋁酸鹽導(dǎo)致引入雜質(zhì)

(5)(NH4)2MO4O13+16(NH4)2S=4(NH4)2MOS4+26NH3+13H2ONH3(或

【詳解】(1)“焙燒”過(guò)程中鋁元素轉(zhuǎn)化為鋁焙砂(MOC)3),該過(guò)程中M。元素化合價(jià)由+4升高至+6,S元素

化合價(jià)由-2升高至+4,02中O元素化合價(jià)由0降低至-2,根據(jù)化合價(jià)升降守恒及原子守恒可知反應(yīng)方程式

焙燒

為2Mos2+7O2^^2MOO3+4SC>2；SO2氣體有毒，為吸收SCh,可在鋁精礦中加入堿性氧化物或者堿，

如加入CaO、CaCOs將SO2轉(zhuǎn)化為CaSCU,不能加入NaOH固體，否則會(huì)因?yàn)閴A性過(guò)強(qiáng)，在后續(xù)水洗過(guò)程

中損失鋁元素，故答案為BC；

(2)“焙燒”過(guò)程溫度為600℃,其原因是：溫度太低，反應(yīng)速率慢，焙燒不充分；而Mo。,在溫度高于650℃

時(shí)易升華，溫度太高，Mo。?因升華而損失；

(3)由上述分析可知，“水洗”的目的是除去水溶性的K2c等雜質(zhì)；

(4)NaOH屬于強(qiáng)堿，在強(qiáng)堿溶液中MoC>3和MgO、FeQ,等反應(yīng)生成鋁酸鹽和多鋁酸鹽，會(huì)引入雜質(zhì)，因

此“氨浸”過(guò)程中不用NaOH；

(5)“轉(zhuǎn)化”過(guò)程中，(NHJzMo,C^轉(zhuǎn)化為(NHJ2M0S4,該過(guò)程中無(wú)元素化合價(jià)變化，因此根據(jù)原子守恒

可知反應(yīng)方程式為(NHjMoQis+16(NH4)2S=4(NH4)2MOS4+26NH3+13H2O,生成的NH3可在“氨浸”

中再次循環(huán)使用。

4.(2024?四川成都?模擬預(yù)測(cè))菱鎰礦主要成分為MnCO-SiO?、CaMgGiC”和少量FeCC>3,一種利用

該礦石制取高純二氧化鎬的工藝流程如圖所示：

已知：常溫下，H2c。3的Kal=4.5x10-7,勺=4.7X10R；Ksp(MnCC)3)=2.24xl0T?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(1)“研磨”的目的是o

(2)“氯化焙燒”時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(3)分析下列圖1、圖2、圖3,氯化鍍焙燒菱銹礦的最佳條件是：焙燒溫度為、氯化鏤與銃礦

粉的質(zhì)量之比為、焙燒時(shí)間為。

701---------1---------1---------1--------1-?50-----1-----1-----1-----1-----1-----1——?

4004505005506000.500.650.800.951.101.251.40

焙燒溫度/℃m(NH4Cl):m(錦礦粉)

圖1焙燒溫度對(duì)錦浸出率的影響圖2氯化鉉用量對(duì)鎰浸出率的影響

50----------1---------'---------'--------1―?

30456090120

焙燒時(shí)間/min

圖3焙燒時(shí)間對(duì)錦浸出率的影響

(4)“浸出”后的浸渣的主要成分有鐵的氧化物、CaMg(SiO3)2,(填化學(xué)式)。

(5)若“沉錦”后所得濾液中c(Mn2+)=l(T5moi.U、pH=6,此時(shí)溶液中c(HCO：)=mol?廠(保

留2位有效數(shù)字)。

(6)檢驗(yàn)“沉鎰”后得到的MnCO3沉淀洗滌干凈的方法是

(7)氧化焙燒是在空氣中進(jìn)行，寫(xiě)出“氧化焙燒”反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

(8)請(qǐng)從流程經(jīng)濟(jì)效益角度出發(fā)，提出一個(gè)充分利用氣體A和氣體B的方案：

【答案】

(1)增大反應(yīng)的接觸面積，加快反應(yīng)速率

iWj溫

⑵M11CO3+2NH4clMnCb+CChT+2NH3T+H2O

(3)500℃1.1060min

(4)SiO2

(5)0.048

(6)取少量最后一次洗滌液于試管中，滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液，若沒(méi)有白色沉淀，說(shuō)明沉淀洗滌干凈

高溫

(7)2MnCO3+O2^=2MnO2+2CO2

(8)將得到的氨氣和二氧化碳用于制備沉鎰所需的NH4HCO3

【詳解】(1)“研磨”的目的是增大反應(yīng)的接觸面積，加快反應(yīng)速率；

高溫

(2)“氯化焙燒”時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnCO3+2NH4Cl^MnCb+CO2個(gè)+2NH3T+H2O；

(3)由圖1、圖2、圖3可知，氯化鏤焙燒菱鎰礦的最佳條件是：焙燒溫度為500℃、氯化鏤與鎰礦粉的質(zhì)

量之比為1.10、焙燒時(shí)間為60min；

(4)“浸出”后的浸渣的主要成分有鐵的氧化物、CaMg(SiCh)2、SiO2；

2.24x1。-“

(5)當(dāng)c(Mn2+)=10-5moi/L時(shí),=2.24x10-6,由

S卜皿產(chǎn))-10-5

c(H+)xc(CO；110^x2.24xl0-6….、

c卷cj)得'可求得《"CO；卜0.048W//L；

(6)“沉錦”后通過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥得到，檢驗(yàn)沉淀已洗滌干凈，主要是檢驗(yàn)洗滌液中不含氯離子，其方

法是取少量最后一次洗滌液于試管中，滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液，若沒(méi)有白色沉淀，說(shuō)明沉淀洗滌干凈;

高溫

(7)氧化焙燒是在空氣中進(jìn)行，寫(xiě)出“氧化焙燒”反應(yīng)的化學(xué)方程式：2MnCO3+O2^2MnO2+2CO2；

(8)氣體A和氣體B是指C02和NE,可用于制備沉鑄所需的NH4HCO3。

5.(2024?廣東東莞?模擬預(yù)測(cè))金屬銘主要用于不銹鋼、電鍍和金屬陶瓷等工業(yè)生產(chǎn)，工業(yè)上常用鋁熱法制

備金屬銘。由鋁銘鐵礦(主要成分是FeCrz。，，含有少量的FeQ,、A12O3,SiO?等雜質(zhì))制備金屬銘的工藝流

程如圖。

純堿、空氣水CO2NH4C1鋁粉、NaNO3

浸渣濾渣氣體

⑴FeCr。中Fe的化合價(jià)為,“焙燒”前，將鋁銘鐵礦粉碎，其目的是.

⑵己知水浸取液中含有CrOj等離子，“焙燒”時(shí)，F(xiàn)eCrQ,和ALO3分別發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

為、。

(3)“浸渣”的主要成分為(填化學(xué)式，下同)，“濾渣”的主要成分為o

【答案】

(1)+2增大反應(yīng)物的接觸面積，加快焙燒反應(yīng)速率，提高鋁銘鐵礦的利用率

高溫_

(2)4FeCr2O4+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CC)2(合理即可)

高溫.

A12O3+Na2CO3^2NaAlO2+CO2T

(3)FeQ3(l合理即可)H2SiO3,Al(OH)3

6.(2024?重慶模擬預(yù)測(cè))鋅煙灰是鉛、鋅及鋼鐵冶金過(guò)程中的一種中間產(chǎn)物，主要成分是ZnO、PbO、Fe.Q,

還含有少量的Mn、Cu、F等元素?，F(xiàn)以鋅煙灰為原料制備堿式碳酸鋅［ZnCO3-2Zn(OH)2-H2。］的工藝流程如

圖：

(NH4)2S2