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利用煉鋅礦渣[主要含鐵酸鎵Ga2(Fe2O43、鐵酸鋅ZnFe2O4]獲得3種金屬鹽,并進(jìn)一步利用鎵鹽制備具有優(yōu)異光電性能的氮化鎵(GaN),部分工藝流程如圖:
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已知:①浸出液中金屬離子主要含Ga3+、Fe3+、Zn2+,含少量Fe2+。
②常溫下,浸出液中各離子的濃度及其開(kāi)始形成氫氧化物沉淀的pH如表1。
③金屬離子在工藝條件下的萃取率(進(jìn)入有機(jī)層中金屬離子的百分?jǐn)?shù))如表2。
表1 金屬離子濃度及開(kāi)始沉淀的pH                       
金屬離子 濃度/(mol?L-1 開(kāi)始沉淀pH
Fe2+ 1.0×10-3 8.0
Fe3+ 4.0×10-2 1.7
Zn2+ 1.5 5.5
Ga3+ 3.0×10-3 3.0
表2 金屬離子的萃取率
金屬離子 萃取率
Fe2+ 0
Fe3+ 99%
Zn2+ 0
Ga3+ 97%~98.5%
(1)ZnFe2O4中Fe的化合價(jià)為
+3
+3
,調(diào)pH前加入H2O2的目的是
將Fe2+氧化為Fe3+
將Fe2+氧化為Fe3+
。
(2)濾液1獲得的物質(zhì)是
ZnSO4
ZnSO4
(填化學(xué)式,下同),水層1獲得的物質(zhì)是
FeCl2
FeCl2
。
(3)Ga與Al化學(xué)性質(zhì)相似。反萃取時(shí),加入過(guò)量NaOH溶液后,Ga的存在形式是
NaGaO2
NaGaO2
(填化學(xué)式)。
(4)電解過(guò)程包括電解反萃取液制粗鎵和粗鎵精煉兩個(gè)步驟。精煉時(shí),以粗鎵為陽(yáng)極,以NaOH溶液為電解液,陰極的電極反應(yīng)為
G
a
O
-
2
+3e-+2H2O=Ga+4OH-
G
a
O
-
2
+3e-+2H2O=Ga+4OH-
。
(5)GaN可采用MOCVD(金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積)技術(shù)制得:以合成的三甲基鎵[Ga(CH33]與NH3發(fā)生反應(yīng)得到GaN和另一種產(chǎn)物,該過(guò)程的化學(xué)方程式為
Ga(CH33+NH3=GaN+3CH4
Ga(CH33+NH3=GaN+3CH4
。
(6)濾液1中殘余的Ga3+的濃度為
3.0×10-10.2
3.0×10-10.2
mol?L-1。
【答案】+3;將Fe2+氧化為Fe3+;ZnSO4;FeCl2;NaGaO2;
G
a
O
-
2
+3e-+2H2O=Ga+4OH-;Ga(CH33+NH3=GaN+3CH4;3.0×10-10.2
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/8/8 8:0:9組卷:21引用:1難度:0.1
相似題
  • 1.純堿是一種非常重要的化工原料,在玻璃、肥料、合成洗滌劑等工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。
    (1)工業(yè)上“侯氏制堿法”以NaCl、NH3、CO2及水等為原料制備純堿,其反應(yīng)原理為:
    NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl.生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖1如下:
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    請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
    ①析出的NaHCO3晶體中可能含有少量NaCl、NH4Cl等雜質(zhì),檢驗(yàn)該晶體中是否含有氯離子雜質(zhì)的操作方法是
     
    。
    ②該工藝流程中可回收再利用的物質(zhì)是
     
    。
    ③若制得的純堿中只含有雜質(zhì)NaCl.測(cè)定該純堿的純度,下列方案中可行的是
     
    (填字母)。
    a.向m克純堿樣品中加入足量CaCl2溶液,沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥,稱其質(zhì)量為b g
    b.向m克純堿樣品中加入足量稀鹽酸,用堿石灰(主要成分是CaO和NaOH)吸收產(chǎn)生的氣體,堿石灰增重b g
    c.向m克純堿樣品中加入足量AgNO3溶液,產(chǎn)生的沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥,稱其質(zhì)量為b g
    (2)常溫下在10 mL 0.1 mol?L-1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol?L-1 HCl溶液20 mL,溶液中含碳元素的各種微粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(縱軸)隨溶液pH變化的部分情況如圖2所示。根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題:
    ①在同一溶液中,
    CO
    2
    -
    3
    、
    HCO
    -
    3
    、H2CO3
     
    (填“能”或“不能”)大量共存。
    ②在滴加鹽酸的過(guò)程中
    HCO
    -
    3
    的物質(zhì)的量先增加后減少的原因是
     
    (請(qǐng)用離子方程式表示)。
    ③將0.84 g NaHCO3和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 mol?L-1稀鹽酸。下列圖象(圖3)能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系的是
     
    (填字母)。
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    (3)若稱取10.5 g純凈的NaHCO3固體,加熱一段時(shí)間后,剩余固體的質(zhì)量為8.02 g.如果把剩余的固體全部加入到100 mL 2 mol?L-1的鹽酸中充分反應(yīng)。求溶液中剩余的鹽酸的物質(zhì)的量濃度(設(shè)溶液的體積變化及鹽酸的揮發(fā)忽略不計(jì))(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)。
    發(fā)布:2024/10/24 0:0:2組卷:55引用:3難度:0.4
  • 2.K2FeO4是一種高效多功能的新型消毒劑。一種制備K2FeO4的方法如圖。
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    (1)生成
    F
    e
    O
    2
    -
    4
    的電極反應(yīng)式:
     
    。
    (2)KOH濃度大小判斷:溶液1
     
    溶液2。(填“>”、“=”或“<”)
    (3)電解1.5h后,測(cè)得η(K2FeO4)=40%,S(K2FeO4)=60%。
    已知:
    ①S(K2FeO4)=60%,說(shuō)明除K2FeO4之外,還有其他含鐵物質(zhì)生成。經(jīng)檢驗(yàn),陽(yáng)極產(chǎn)物中含鐵物質(zhì)僅有K2FeO4和FeOOH,則η(FeOOH)=
     
    (保留整數(shù))。(提示:可假定電解過(guò)程中Fe消耗10mol)
    ②判斷陽(yáng)極有水(或OH-)放電,判斷依據(jù):
    ⅰ.水(或OH-)有還原性;
    ⅱ.
     
    。
    ③電解過(guò)程中使用探測(cè)自由基的儀器可以追蹤到羥基自由基(?OH)等微粒,羥基自由基是一種中性微粒,產(chǎn)生羥基自由基的電極反應(yīng)式為
     
    發(fā)布:2024/10/23 11:0:2組卷:2引用:1難度:0.5
  • 3.亞氯酸鈉(NaClO2)是一種高效氧化劑和優(yōu)質(zhì)漂白劑。一種以氯酸鈉(NaClO3)為原料制備N(xiāo)aClO2粗品的工藝流程如圖所示。
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    已知:
    ①純ClO2易分解爆炸,空氣中ClO2的體積分?jǐn)?shù)在10%以下比較安全;
    ②NaClO2在堿性溶液中穩(wěn)定存在,在酸性溶液中迅速分解;
    ③含水NaClO2受熱易分解。
    (1)試劑A可以選擇
     
    (填字母序號(hào))。
    a.SO2
    b.濃硝酸
    c.KMnO4
    (2)反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為
     
    。
    (3)下列關(guān)于上述流程的說(shuō)法中,合理的是
     
    (填字母序號(hào))。
    a.反應(yīng)Ⅰ進(jìn)行過(guò)程中應(yīng)持續(xù)鼓入空氣
    b.反應(yīng)Ⅰ后得到的母液中,溶質(zhì)的主要成分是NaCl
    c.反應(yīng)Ⅱ中NaOH應(yīng)過(guò)量
    (4)已知壓強(qiáng)越大,物質(zhì)的沸點(diǎn)越高。反應(yīng)Ⅱ結(jié)束后采用“減壓蒸發(fā)”操作的原因是
     
    。
    (5)中間產(chǎn)物二氧化氯(ClO2)在生產(chǎn)生活中也有廣泛應(yīng)用。用ClO2處理泄漏的氰化鈉(NaCN,其中N化合價(jià)為-3價(jià)),得到無(wú)毒的NaCl、N2和CO2。請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式
     
    ,指出氧化劑、被氧化的元素、氧化產(chǎn)物
     
    。
    發(fā)布:2024/10/24 0:0:2組卷:43引用:2難度:0.5
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