2021年5月,中國(guó)空間站“天和”核心艙成功入軌,該核心艙搭載全球最先進(jìn)的柔性三極砷化鎵太陽(yáng)能電池陣,現(xiàn)以砷化鎵廢料(主要成分為GaAs,含F(xiàn)e2O3、SiO2和CaCO3等雜質(zhì))中回收鎵(與Al同主族,化學(xué)性質(zhì)相似)和砷,工藝流程如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)“漿化”是將砷化鎵廢料轉(zhuǎn)變成懸濁液的過(guò)程,其目的是 增大接觸面積,提高堿浸效率增大接觸面積,提高堿浸效率。
(2)砷化鎵(GaAs)在“堿浸”時(shí),砷轉(zhuǎn)化為Na3AsO4進(jìn)入溶液,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 GaAs+4NaOH+4H2O2=NaGaO2+Na3AsO4+6H2OGaAs+4NaOH+4H2O2=NaGaO2+Na3AsO4+6H2O。
(3)“堿浸”的溫度控制在70℃左右,溫度不能過(guò)高或過(guò)低的原因是 溫度過(guò)低時(shí)堿浸速率慢,溫度過(guò)高易導(dǎo)致H2O2分解溫度過(guò)低時(shí)堿浸速率慢,溫度過(guò)高易導(dǎo)致H2O2分解;“濾渣I”的成分為 Fe2O3、CaCO3Fe2O3、CaCO3(填化學(xué)式)。
(4)向浸出液中加H2SO4進(jìn)行“中和”,調(diào)節(jié)pH使鎵和硅共沉淀,不同pH時(shí)沉淀率如下表所示。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,“中和”的pH應(yīng)調(diào)節(jié)至 5.0~6.05.0~6.0范圍內(nèi),沉淀的效果最好。
pH | 鎵沉淀率/% | 硅沉淀率/% | 砷沉淀率/% |
4.0 | 75.0 | 89.2 | 0.02 |
5.0 | 98.5 | 98.6 | 0.01 |
6.0 | 98.9 | 99.2 | 0.02 |
7.0 | 95.3 | 99.5 | 0.06 |
8.0 | 86.1 | 86.3 | 0.11 |
9.0 | 57.4 | 65.1 | 0.13 |
Ga3++3e-=Ga
Ga3++3e-=Ga
,則所得“尾液”的溶質(zhì)主要是 H2SO4
H2SO4
(填化學(xué)式),可進(jìn)行循環(huán)利用,提高經(jīng)濟(jì)效益。【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用.
【答案】增大接觸面積,提高堿浸效率;GaAs+4NaOH+4H2O2=NaGaO2+Na3AsO4+6H2O;溫度過(guò)低時(shí)堿浸速率慢,溫度過(guò)高易導(dǎo)致H2O2分解;Fe2O3、CaCO3;5.0~6.0;Ga3++3e-=Ga;H2SO4
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:38引用:1難度:0.5
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1.我國(guó)青藏高原的鹽湖中蘊(yùn)藏著豐富的鋰資源,已探明的儲(chǔ)量約三千萬(wàn)噸,碳酸鋰制備高純金屬鋰的一種工藝流程如圖。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ?。?br />
發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:26引用:2難度:0.9 -
2.工業(yè)上利用鋅焙砂(主要成分為ZnO,含有少量CuO、As2O3、NiO等)生產(chǎn)高純ZnO的流程示意圖如圖。
(1)用足量(NH4)2SO4溶液和氨水“浸出”鋅焙砂。
①“浸出”前,鋅焙砂預(yù)先粉碎的目的是
②通過(guò)“浸出”步驟,鋅焙砂中的ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn(NH3)4]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
(2)“浸出”時(shí)As2O3轉(zhuǎn)化為。“除砷”步驟①中用(NH4)2S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為AsO3-3
(3)“除重金屬”時(shí),加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質(zhì)是
(4)“蒸氨”時(shí)會(huì)出現(xiàn)白色固體ZnSO4?Zn(OH)2,運(yùn)用平衡移動(dòng)原理解釋原因:
(5)“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體轉(zhuǎn)化為ZnCO3的離子方程式為
(6)“煅燒”步驟中,不同溫度下,ZnCO3分解的失重曲線和產(chǎn)品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
已知:ⅰ.固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%。樣品起始質(zhì)量-剩余固體質(zhì)量樣品起始質(zhì)量
ⅱ.比表面積指單位質(zhì)量固體所具有的總面積;比表面積越大,產(chǎn)品ZnO的活性越高。
①280℃時(shí)煅燒ZnCO3,300min后固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.3%,則ZnCO3的分解率為
②根據(jù)圖1和圖2,獲得高產(chǎn)率(ZnCO3分解率>95%)、高活性(ZnO比表面積>40m2?g-1)產(chǎn)品ZnO的最佳條件是
a.恒溫280℃,60~120min
b.恒溫300℃,240~300min
c.恒溫350℃,240~300min
d.恒溫550℃,60~120min
(7)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:79引用:5難度:0.5 -
3.利用如下流程可從廢光盤的金屬層中回收其中的銀(金屬層中其他金屬含量過(guò)低,對(duì)實(shí)驗(yàn)影響可忽略):
已知:NaClO溶液在加熱時(shí)易分解產(chǎn)生NaCl和NaClO3;“溶解”工序發(fā)生的反應(yīng)為可逆反應(yīng)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ?。?/h2>發(fā)布:2024/12/30 15:30:1組卷:75引用:4難度:0.4
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