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1．（2023·全国·统考高考真题）LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿（MnCO3，
含有少量Si、Fe、Ni、Al 等元素）制备LiMn2O4的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题：
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为 。为提高溶矿速率，可采取的措施 (举1 例)。
(2)加入少量MnO2的作用是 。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是 。
(3)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)= mol·L-1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属
离子是 。
(4)加入少量BaS 溶液除去Ni2+，生成的沉淀有 。
(5)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为 。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应
不断 。电解废液可在反应器中循环利用。
微专题25 化学工艺流程题-----原料的预处理
预处理
1
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(6)煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是 。
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：
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。
目标产物
产品的提纯和分离
核心化学反应
对原料的预处理
原料
2
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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
1．（2023·全国·统考高考真题）
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 。
预处理
3
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(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
。
2．（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___。
预处理
4
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1．（2023·全国·统考高考真题）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：
(1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为 (填化学式)。
(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 。
(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH 调到1.8 左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1 时，溶解为VO 或VO3+在碱性
条件下，溶解为VO 或VO
，上述性质说明V2O5具有 (填标号)。
A．酸性 B．碱性 C．两性
(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为 。
2．（2023·湖南郴州·统考三模）铋(Bi)的化合物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿(主要成分为
，
含
、CuO、
等杂质)制备
的工艺流程如下：
已知：
预处理
预处理
5
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i．
易水解。
难溶于冷水。
ii．“氧化浸取”时，铋元素转化为
，硫元素转化为硫单质。
iii．
。
回答下列问题：
(1)为提高“浸取”速率，采取的措施有：升高温度、 (写出一条)。辉铋矿浸取率随温度的变化
曲线如图，高于40℃时浸取率快速下降，其可能的原因是 。
(2)“氧化浸取”时，
和
发生反应的物质的量之比为 。
(3)“除铜”时发生反应：
，则
。
(4)“转化”时，生成
的离子方程式为 。
(5)已知酸性环境下，
可以将
氧化成
(
被还原成
)。请设计一个原电池装置来证
明这一点，在下图中的两个方框内标出两烧杯溶液中溶质的化学式 ，并写出正极的电极反应
式： 。
(6)取
产品w g，加入足量稀硫酸和
稀溶液使其完全反应，再用a mol·L
标准溶液
6
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滴定生成的
，当溶液紫红色恰好褪去时，消耗b mL 标准溶液。该产品的纯度为 (用含
w、a、b 的代数式表示)。
3．（2023·海南海口·海南中学校考三模）从低品位铜镍矿(含有Fe2O3、FeO、MgO、CuO 等杂质)资源中提
取镍和铜的一种工艺流程如下：
(1)上述流程中，加快反应速率的措施是 。
(2)萃取时发生反应：Cu2+ + 2HR
CuR2 + 2H+(HR、CuR2在有机层，Cu2+、H+等在水层)。解释反萃取时
H2SO4的作用： 。
(3)黄钠铁矾[NaFe3(OH)6(SO4)2]比Fe(OH)3更易形成沉淀。反应终点pH 与Fe3+、Ni2+沉淀率的关系如下表。
反应终点pH
沉淀率/%
Fe3+
Ni2+
1.5
94.04
0.19
2.5
99.21
0.56
3.8
99.91
3.31
① 生成黄钠铁矾的离子方程式是 。
② 沉淀Fe3+时最适宜选用的反应终点pH 是 。
(4)第二次使用MgO 调节pH 使Ni2+沉淀完全，宜将pH 调节至 (填序号)(已知Ksp[Ni(OH)2 ] = 2.1×10-
15)。
a.6~7 b.9~10 c.11~12
4．（2023·广东汕头·金山中学校考三模）钒的用途十分广泛，有金属“维生素”之称。以含钒石煤(主要成
分为
、
，杂质有
、
及
、
、
等化合物)制备单质钒的工艺流程如图所示。
预处理
7
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已知：
①该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀时和完全沉淀时的
如下表所示：
金属离子
开始沉淀时
1.9
7.0
3.0
8.1
完全沉底时
3.2
9.0
4.7
10.1
②
，
，
远大于
。
回答下列问题：
(1)为了提高“焙烧”效率，可采取的措施有 、
(2)“焙烧”时，
、
都转化为
，写出
转化为
的化学方程式为
(3)“水浸”加入
调节溶液的
为8.5，可完全除去的金属离子有 ，部分除去的金属离
子有 。“水浸”加入过量
不能使
完全转化为
，原因是 。
(4)“离子交换”与“洗脱”可表示为
(
为强碱性阴离子交换树脂，
为
在水溶液中的实际存在形式)，则“洗脱”过程中“淋洗液”最好选用
(5)“沉钒”过程析出
晶体，需要加入过量
，目的是 。
(6)钒的某种氧化物的晶胞结构如图所示，晶胞的长、宽、高分别是apm、bpm、cpm，阿伏加德罗常数的
值为
，则该晶体的密度为
(用含a、b、c、
的代数式表示)。
预处理
8
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5．（2021·山东·高考真题）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___。
(2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c 与pH 的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-
5mol•L-1时，可认为已除尽。
中和时pH 的理论范围为___；酸化的目的是___；Fe 元素在___(填操作单元的名称)过程中除去。
(3)蒸发结晶时，过度蒸发将导致___；冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用的
物质还有____。
(4)利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为：
预
处
理
9
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4Na2CrO4+4H2O
2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。则Na2Cr2O7在___(填“阴”或“阳”)极室制得，电解
时通过膜的离子主要为___。
6．（2021·福建·高考真题）四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品具有广泛的用途。一种以钼精矿(主要含
，还有
、
的化合物及
等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程如下图所示。
回答下列问题：
(1)“焙烧”产生的气体用_______吸收后可制取氮肥。
(2)“浸出”时，
转化为
。提高单位时间内钼浸出率的措施有_______(任写两种)。温度对
内钼浸出率的影响如图所示。当浸出温度超过
后，钼的浸出率反而降低，主要原因是温度升高使水大
量蒸发，导致_______。
预处理
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(3)“净化”时，浸出液中残留的
、
转化为沉淀除去。研究表明，该溶液中
和pH 的关系为：
。为了使溶液中的杂质离子浓度小于
，应控制溶液的pH 不小于_______。
(已知：
；
和
的
分别为35.2 和17.2)
(4)“净化”后，溶液中若有低价钼(以
表示)，可加入适量
将其氧化为
，反应的离子方程式
为_______。
(5)“沉淀”时，加入
的目的是_______。
(6)高温下用
还原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼，反应的化学方程式为_______。【已知：(NH4)2Mo4O13受热
分解生成
】
1．（2023·江苏南通·海门中学校考模拟预测）从分金渣(主要成分为AgCl、
、
、
)中获取
高纯银的流程如图所示：
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已知：在上述反应的温度下
，
(1)“预处理”加入
溶液将
转化为AgCl，反应的化学方程式为 。
(2)氯化银的晶胞如图，
周
围最近且等距离的
数目为
。
(3)已知：
，
，“分银”时，AgCl 与
反应生成
，该反应的平衡常数
。
(4)“分银”时，
的浓度与溶液pH 的关系如图1；
及其与
形成的微粒的浓度分数
随
溶液pH 变化的关系如图2。“分银”时，终点pH 需控制的范围及原因为 。
(5)“还原”时发生反应的离子方程式为 。
预处理
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(6)已如
(白色)，测定所制银样品纯度的过程为(杂质不反应)：
①称取制备的银样品1.0800g，加适量稀硝酸溶解，定容到100mL 容量瓶中。
②准确量取25.00mL 溶液于锥形瓶中，酸化后滴入几滴
溶液作指示剂，再用
标准溶液滴定，滴定终点时溶液变为血红色。
③重复②的操作2 次，所用
标准溶液的平均体积为24.00mL。
计算样品中银的质量分数(写出计算过程) 。
2．（2023·江西·校联考二模）钯(Pd)是一种贵金属，活性炭载钯催化剂广泛应用于石油化工、制药等工业，
但使用过程中因生成难溶于酸的PdO 而失活。一种从废钯催化剂(杂质主要含有机物、活性炭、
及
少量Fe、Cu 等元素)中回收海绵钯的工艺流程如图：
已知：I．阴、阳离子交换树脂的基本工作原理分别为
、
(
表示树脂的有机成分)。
Ⅱ．“沉钯”时得到氯钯酸铵
固体，不溶于冷水，可溶于稀盐酸。
请回答下列问题：
(1)进行“焙烧”的目的是 。
(2)“浸取”时，加入
有利于Pd 的溶解，生成的四氯合钯(
)
Ⅱ酸(
)为二元强酸。加入浓盐酸
和
后主要反应的离子方程式： 。
(3)“离子交换除杂”应使用 (填“阳离子”或“阴离子”)树脂。
预处理
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(4)“还原”过程
转化为
，在反应器出口处器壁内侧有白色晶体生成，该过程发生的化学方程式为
，且该反应的副产物可循环利用至 环节(填环节名称)。
(5)研究表明有些过渡金属型氢化物能高效的储存和输送氢能源，如LaH2.76、TiH1.73，已知标准状况下，1 体
积的钯粉大约可吸附896 体积的氢气(钯粉的密度为10.64g·cm-3，相对原子质量为106.4)，试写出钯(Pd)的
氢化物的化学式 。在第二步还原过程中，也可用
代替N2H4进行热还原，但消耗的H2质量比理论
值略高，其原因是 。
3．（2023·云南·校联考二模）六水合氯化镍(NiCl2·6H2O)常用于电镀、陶瓷等工业。某实验室以镍矿渣(主要
含NiS、CuS、FeS)制备六水合氯化镍晶体，设计流程如图所示：
已知： Ksp(NiS)= 1.07×10-21， Ksp(CuS)= 1.27×10-26。
回答下列问题：
(1)①写出“酸溶”时，NiS 发生反应的离子方程式： 。
②“酸溶”时，为减少生产过程对大气的污染，通常还需通入过量的 (填气体名称)。
(2)试剂a 应选用下列物质中的_______(填标号)。
A．NaOH
B．Ni(OH)2
C．Na2CO3
D．Ni(NO3)2
(3)“除铜”过程发生反应的离子方程式是 ，若要求溶液中Cu2+浓度小于1×10-5mol/L，则应控制溶液
中Ni2+浓度 。(结果保留两位小数)
(4)“沉镍”所得沉淀有多种组成，可表示为xNiCO3·yNi( OH)2 ·zH2O，若试剂b 为纯净物，试剂b 可以是
。 为测定沉淀的组成，进行下列实验：称取干燥沉淀样品3. 41g，隔绝空气加热，剩余固体质量随温度变
化的曲线如图所示(500°C~750°C 条件下加热，收集到的气体产物只有一种，750°C 以上残留固体为NiO)。通
过计算确定该样品的化学式为 。
预处理
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(5)由xNiCO3·yNi( OH)2 ·zH2O 固体制备NiCl2·6H2O 的实验方案是：向固体中加入过量盐酸，搅拌，调节溶液
的pH 值，蒸发浓缩， ，过滤， ，干燥(NiCl2溶解度曲线如图所示)。
4．（2023·重庆沙坪坝·重庆八中校考二模）氮化镓(GaN)具有优异的光电性能。一种利用炼锌矿渣(主要含
铁酸镓
、铁酸锌
、
、
)制备GaN 的工艺流程如下：
已知：①常温下，
，
，
。
②Ga 与Al 同主族，化学性质相似。
③
、
的反萃取率(进入水相中金属离子的百分数)与盐酸浓度的关系见下表。
盐酸浓度/
反萃取率/%
预处理
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2
86.9
9.4
4
69.1
52.1
6
17.5
71.3
回答下列问题：
(1)基态镓的电子排布式为 ，GaN 晶胞结构与金刚石类似，其中N 原子的轨道杂化类型为 。
(2)提高“酸溶”时溶出率的方法有 (任写2 种)。
(3)酸浸时
发生反应的化学方程式为 。
(4)“酸浸”所得浸出液中
、
浓度分别为
、
。常温下，为尽可能多地提取
并
确保不混入
，“调pH”时需用CaO 调节pH 的范围为 (假设调pH 时溶液体积不变)；“酸
溶”所得滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(5)“脱铁”和“反萃取”时，所用盐酸的浓度
，
(选填上表中盐酸的浓度)。
(6)“沉镓”时，若加入NaOH 的量过多，会导致
的沉淀率降低，原因是 (用离子方程式表示)。
5．（2023·海南海口·海南华侨中学校考二模）穿甲弹的弹芯用钨合金制造。工业上以黑钨矿(主要成分是
FeWO4、MnWO4，含少量的Fe2O3、SiO2)为原料冶炼钨的流程如图所示。
已知：钨酸H2WO4难溶于水。
回答下列问题：
(1)浸取在加热、通空气条件下进行，FeWO4转化为Na2WO4的化学方程式为 。
(2)“滤渣1”的成分为 。除硅时，加入稀盐酸调节pH 时，如果pH 太低，钨的产率会降低，其原因
是 。
(3)“系列操作X”的目的是去除部分氨，使(NH4)2WO4转化为仲钨酸铵
析出并分离，则该系
列操作是 。
(4)已知：含大量钨酸钙固体的溶液中存在
。
时，
预处理
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，当温度升高至
时，
，则
(填“
”“
”或“
”)0。
6．（2023·陕西商洛·统考三模）固体电解质LATP 的化学式为Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3，某研究人员以钛铁矿精粉
(主要成分为FeTiO3，含少量Al2O3，SiO2)为原料合成LATP 的工艺流程如图所示。
请回答下列问题：
(1)LATP 中钛的化合价为 价。
(2)“粉碎”的目的是 ，为了达到这一目的，还可以采用的措施有 (答一条即可)。
(3)“碱浸”的目的是除去 (填化学式)。
(4)“碱浸”时加入适当过量的NaOH 溶液，“酸浸”时加入适当过量的稀硫酸，且NaOH 溶液和稀硫酸均不
宜过量太多，其主要原因是 。
(5)“沉钛”时生成Ti3(PO4)4的化学方程式为 。
(6)本实验洗涤Ti3(PO4)4时采用如图所示装置，该装置为抽滤装置，其原理是用抽气泵使吸滤瓶中的压强降
低，达到快速固液分离的目的。其中“安全瓶”的作用是 。
(7)常温下，Ti3(PO4)4的Ksp=a，当溶液中c(Ti4+)≤1.0×10-5mol·L-1时可认为Ti4+沉淀完全，则“沉钛”时，溶液
中c(
)最低为 mol·L-1。
7．（2023·山东潍坊·统考三模）
可用于油漆颜料及羊毛处理。工业上以高铁铬铁矿(主要成分为
，含
、
、
等杂质)为原料生产
和金属Al 的工艺流程如图。
预处理
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已知：
I．“焙烧”过程中，
反应转化为
Ⅱ．若溶液中相关离子的物质的量浓度为c，则常温时，lgc 与溶液pH 的关系如图所示。
Ⅲ．
(黄色)
(橙色)
。
回答下列问题：
(1)“焙烧”时，
发生反应的化学方程式为 。
(2)“水浸”后滤渣主要成分为 (填化学式)；“调pH”时通入的“气体X”是 。
(3)常温下，图像上M 点对应的溶液
。
(4)用稀硫酸进行“酸浸”，调节溶液pH 的最大值为
。“沉铝”后
的母液Ⅱ的主要成分为 。
(5)加入
“析铬”时，
被还原的离子方程式为 。
预处理
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