例析2025年全国各地化学工艺流程创新大题
1.(2025·安徽·高考真题)某含锶()废渣主要含有和等,一种提取该废渣中锶的流程如下图所示。
已知时,
回答下列问题:
(1)锶位于元素周期表第五周期第ⅡA族。基态原子价电子排布式为 。
(2)“浸出液”中主要的金属离子有、 (填离子符号)。
(3)“盐浸”中转化反应的离子方程式为 ;时,向粉末中加入溶液,充分反应后,理论上溶液中 (忽略溶液体积的变化)。
(4)其他条件相同时,盐浸,浸出温度对锶浸出率的影响如图1所示。随温度升高锶浸出率增大的原因是 。
(5)“漫出渣2”中主要含有、 (填化学式)。
(6)将窝穴体a(结构如图2所示)与形成的超分子加入“浸出液”中,能提取其中的,原因是 。
(7)由制备无水的最优方法是 (填标号)。
a.加热脱水 b.在气流中加热 c.常温加压 d.加热加压
【答案】(1)
(2)、
(3)
(4)为吸热反应,升高温度平衡正向移动,所以锶浸出率增大
(5)、
(6)具有更多的空轨道,能够与更多的N、O形成配位键,形成超分子后,结构更稳定
(7)a
【解析】含锶()废渣主要含有和等,加入稀盐酸酸浸,碳酸盐溶解进入滤液,浸出渣1中含有,加入溶液,发生沉淀转化,,得到溶液,经过系列操作得到晶体;
(1)锶位于元素周期表第五周期第ⅡA族,基态原子价电子排布式为;
(2)由分析可知,碳酸盐均能溶于盐酸,“浸出液”中主要的金属离子有、、;
(3)由分析可知,“盐浸”中发生沉淀的转化,离子方程式:;该反应的平衡常数,平衡常数很大,近似认为完全转化,溶液中剩余,则,列三段式:,理论上溶液中;
(4)随温度升高锶浸出率增大,原因是离子半径:,晶格能:,则为吸热反应,升高温度平衡正向移动,所以锶浸出率增大;
(5)“盐浸”时发生沉淀的转化,生成了,不参与反应,故漫出渣2”中主要含有、、;
(6)窝穴体a与形成的超分子加入“浸出液”中,能提取其中的,原因是具有更多的空轨道,能够与更多的N、O形成配位键,形成超分子后,结构更稳定;
(7)为强碱,则也是强碱,不水解,排除b,由平衡移动原理可知制备无水的方法加压不利于脱水,排除c、d,故选a。
以含锶废渣的提取流程为背景,考查锶的电子排布式、浸出液中的主要金属离子、盐浸转化反应的离子方程式、溶度积常数计算、温度对锶浸出率的影响、“漫出渣 2” 的主要成分、超分子提取 Sr²⁺ 的原因以及由 SrCl₂·6H₂O 制备无水 SrCl₂ 的最优方法等知识。
选择性必修1解释浸出流程中的离子反应和Ksp计算(SrSO4转化);选择性必修2描述基态原子价电子排布(5s2)和超分子识别原理。
试题融合工业化学与结构化学,教材“水溶液中的离子反应”和“原子结构”小节提供理论支持,实验步骤类似教材工业案例。
通过对含锶废渣提取过程的考查,引导学生关注化学在资源回收和利用中的应用,培养学生的环保意识和综合实践能力。
学生需要熟悉物质的分离和提纯方法,掌握溶度积常数的应用和计算,能够分析温度等外界条件对反应速率和平衡的影响,同时具备对实验流程的理解和分析能力,考查学生的综合运用能力和实验探究能力。
2.(2025·北京·高考真题)利用工业废气中的制备焦亚硫酸钠()的一种流程示意图如下。