【2025年高考题赏析】
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。
技法01 化工流程中条件的控制与选择
1.温度的控制(常用水浴、冰浴或油浴)
(1)加热的目的:加快反应速率或溶解速率;促进平衡向吸热方向移动;除杂,除去热不稳定的杂质,如NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、NH4Cl等物质;使沸点相对较低或易升华的原料汽化。
(2)降温的目的:防止某物质在高温时会溶解(或分解);使化学平衡向着题目要求的方向(放热方向)移动;使某个沸点较高的产物液化,使其与其他物质分离;降低晶体的溶解度,减少损失。
(3)控制温度在一定范围的目的:结晶为获得所需物质(用水浴带温度计便于控温且受热均匀);防止某种物质(如H2O2、草酸、浓硝酸、铵盐等)因温度过高时会分解或挥发;使催化剂的活性达到最高;防止副反应的发生。
(4)降温或减压可以减少能源成本,降低对设备的要求,达到绿色化学的要求。
(5)控制固体的溶解与结晶
趁热过滤:减少因降温而析出的溶质的量。
蒸发浓缩:蒸发除去部分溶剂,提高溶液的浓度。
蒸发结晶:蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会呈晶体析出。
从溶液中得到晶体的过程:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤、干燥。
2.pH的控制
(1)控制一定的pH,以提供反应所需环境。反应环境的不同会导致反应产物的差异。如在酸性环境中KMnO4的还原产物一般为Mn2+,中性(或弱酸性)环境中KMnO4的还原产物一般为MnO2。
(2)控制一定的pH,以改变元素的存在形式。如铝元素在强酸性条件下以Al3+形式存在,当体系的pH增大,铝元素将以Al(OH)3甚至以AlO或[Al(OH)4]-的形式存在。
(3)控制一定的pH,使金属阳离子形成氢氧化物沉淀。
3.反应物用量或浓度的控制
(1)酸浸时为了提高矿石中某金属元素的浸取率,可以适当提高酸的浓度。
(2)对有多种反应物的体系,增大便宜、易得的反应物的浓度,可以提高其他物质的利用率,使反应充分进行。如工业制硫酸过程中,通入过量的O2以提高SO2的转化率。
(3)增大物质浓度可以加快反应速率,使平衡发生移动,应结合具体问题进行具体分析。
4.加入物质的目的
(1)加碱:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅等。
(2)加沸石或碎瓷片:防止液体暴沸。
(3)加有机溶剂:萃取某些物质,或降低某些物质的溶解度。
(4)加氧化剂:与原体系中还原剂发生氧化还原反应。
5.在空气中进行的反应或操作
要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应;或能否达到隔绝空气、防氧化、防变质、防分解、防水解、防潮解等目的,例如使用保护气抑制弱离子的水解(如HCl氛围)。
技法02 工艺流程中物质的分离和提纯
1.物质分离与提纯的常用方法