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微专题31 化学工艺流程题-----原料的预处理
化学工艺流程题是将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有
关的化学知识步步设问，是无机框图的创新。它以现代工业生产为基础，与化工生产成
本、产品提纯、环境保护等相融合，考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理
在化工生产中的实际应用，要求考生依据流程图分析原理，紧扣信息，抓住关键、准确
答题。这类试题具有较强的实用性和综合性，是高考化学命题的常考题型。
一、化工流程答题基本思路
二、一个完整的无机化工生产流程一般具有下列过程：
原料 对原料的预处理 核心化学反应 产品的提纯和分离 目标产物
三、原料预处理：
酸浸：溶解、去氧化膜等，使得可溶性的离子进入溶液中，不溶物过滤去除。
碱浸：去油污（酯）、溶解铝、二氧化硅、氧化铝等，使得可溶性的离子进入溶液中，
不容物过滤去除。
水浸：与水反应或溶解，使原料变成离子进入溶液中。
研磨（雾化、粉碎）：增大反应接触面积，以加快化学反应速率或使反应更充分。灼烧（焙烧、煅烧）：使物质高温分解或者氧化去除杂质、改变物质结构，使物质能溶
解。如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质。如煅烧高岭土。
加入其他物质：如有机物醇、四氯化碳、无机盐等----反应、溶解。
四、原料预处理过程中常考知识点：
1．增大原料浸出率（离子在溶液中的含量多少）的措施：搅拌、适当升高温度、延长浸
出时间、增大浸出液的浓度、固体粉碎增大接触面积
2．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。
3．加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向（一般是有利于生成物生成的方
向）移动
【典例精析】
1．硫铁矿的主要成分为 ，工业上常用硫铁矿在空气中煅烧产气来制备硫酸，该过
程中的烧渣可用于制备铁红、绿矾等。现以硫铁矿烧渣(主要成分为 、FeO，还含有
少量的 、 杂质)为原料、氨水为沉淀剂制备铁红颜料的流程如图所示：
预处理
根据所学知识，回答下列问题：
(1)写出 高温煅烧生成 的化学方程式：___________，其中氧化产物为
___________(填化学式)。
(2)“浸取液Ⅰ”中加入 的目的是___________，发生反应的离子方程式为
___________。
(3)“操作Ⅰ”的名称为___________。(4)在加入氨水沉淀时，调节pH可使得 沉淀而 不沉淀。“滤液Ⅱ”中溶质的主
要成分为___________(填化学式)。写出获得“滤渣Ⅱ”的离子方程式：___________。
【专题精练】
2．铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al O，含SiO 和Fe O 等杂质)为原料制
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备铝的一种工艺流程如下：
预处理
注：SiO 在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
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(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为___________。
(2)医疗上，常用胃舒平[主要成Al(OH) ]来治疗胃酸(主要成分盐酸)过多，其理由是
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___________(用离子方程式表示)。
(3)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加NaHCO 溶液，溶液pH___________ (填“增大”、“不
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变”或“减小”)。
(4)“电解Ⅰ”是电解熔融Al O，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。
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(5)铝粉在1000℃时可与N 反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH Cl固体并充分混合，有
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利于AlN的制备，其主要原因是___________。
(6)为测定含少量FeCl 的AlCl 中AlCl 的含量，可通过下列操作测得(部分物质略去)。
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m克样品 NaAlO 溶液 Al(OH) n克Al O
2 3 2 3
计算该样品中AlCl 的质量分数 ___________(结果用m、n表示，不必化简)。
3
3．硫酸铜晶体(CuSO ·5H O)是铜盐中重要的无机化工原料，广泛应用于农业、电镀、饲
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料添加剂、催化剂、石油、选矿、油漆等行业。
I.采用孔雀石[主要成分CuCO·Cu(OH) ]、硫酸(70%)、氨水为原料制取硫酸铜晶体。其工
3 2艺流程如图： 预处理
已知：(1)硫酸铜晶体易溶于水，难溶于乙醇。
(2)硫酸铜晶体在102℃时失水成CuSO ·3H O，在113℃时失水成CuSO ·H O，在258℃时
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失水成CuSO 。
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请回答下列问题：
(1)已知氨浸时发生的反应为CuCO·Cu(OH) +8NH·H O=[Cu(NH )](OH) CO+8H O，蒸
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氨时得到的固体呈黑色。孔雀石经过氨浸、蒸氨操作目的是：___。
(2)下列说法正确的是___。
A．步骤I，高温可提高浸取率
B．预处理时用破碎机将孔雀石破碎成粒子直径<1mm，其目的是提高反应速率和浸取率
C．步骤III，蒸氨出来的气体有污染，需要净化处理，经吸收净化所得的溶液可作化肥
D．步骤IV，固液分离操作可采用常压过滤，也可采用减压过滤
(3)步骤IV为一系列的操作：
①使晶体从溶液中析出，可采取的方式有___(写出两条)。
②减压过滤后，洗涤沉淀可能需要用到以下操作：
a.加入水至浸没沉淀物；b.加入乙醇至浸没沉淀物；c.洗涤剂缓慢通过沉淀物；d.洗涤剂快
速通过沉淀物；e.关小水龙头；f.开大水龙头；g.重复2-3次。
请选出正确的操作并排序 → → →f→ 。___。
③晶体中所含结晶水可通过重量分析法测定，主要步骤有：a.称量b.置于烘箱中脱结晶水
c.冷却d.称量e.重复b～d至恒重f.计算。步骤e的目的是___。
④若测得结晶水的含量偏低，则杂质可能是___。
II.采用金属铜单质制备硫酸铜晶体
(4)某兴趣小组查阅资料得知：Cu+CuCl =2CuCl，4CuCl+O +2H O=2[Cu(OH) ·CuCl ]，
2 2 2 2 2[Cu(OH) ·CuCl ]+H SO =CuSO+CuCl +2H O。现设计如下实验来制备硫酸铜晶体，装置
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及相关物质溶解度随温度变化如图：
向铜和稀硫酸的混合物中加入氯化铜溶液，利用二连球鼓入空气，将铜溶解，当三颈烧
瓶中呈乳状浑浊液时，滴加浓硫酸。装置中存在一处缺陷是___；最后可以利用重结晶的
方法纯化硫酸铜晶体的原因为___。
4．对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝( )、钼( )、镍(
预处理
)等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：
已知：25℃时， 的 ， ；
； ；该工艺中， 时，溶液中 元素以 的形态存在。
(1)“焙烧”中，有 生成，其中 元素的化合价为_______。
(2)“沉铝”中，生成的沉淀 为_______。
(3)“沉钼”中， 为7.0。
①生成 的离子方程式为_______。
②若条件控制不当， 也会沉淀。为避免 中混入 沉淀，溶液中
_______(列出算式)时，应停止加入 溶液。
(4)①滤液Ⅲ中，主要存在的钠盐有 和 ， 为_______。
②往滤液Ⅲ中添加适量 固体后，通入足量_______(填化学式)气体，再通入足量
，可析出 。
(5)高纯 (砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示
致密保护膜为一种氧化物，可阻止 刻蚀液与下层 (砷化镓)反应。①该氧化物为_______。
②已知： 和 同族， 和 同族。在 与上层 的反应中， 元素的化
合价变为+5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为_______。
5． 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
形式存在，还含有 、 、 、 等物质。以独居石为原料制备
预处理
的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号为_______；(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_______；
(5)“沉铈”过程中，生成 的离子方程式为_______，常温下加入的
溶液呈_______(填“酸性”“碱性”或“中性”)(已知： 的
， 的 ， )；
(6)滤渣Ⅱ的主要成分为 ，在高温条件下， 、葡萄糖( )和
可制备电极材料 ，同时生成 和 ，该反应的化学方程式为_______
