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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:
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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+6H2O
GaAs+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、CaCO3
Fe2O3、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
5.0~6.0
5.0~6.0
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
(5)“旋流電解”時(shí)用惰性電極,在陰極析出高純度的鎵,請(qǐng)寫出陰極電極反應(yīng)式:
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。

【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)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:38引用:1難度:0.5
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    發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:26引用:2難度:0.9
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    (1)用足量(NH42SO4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(NH34]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
     

    (2)“浸出”時(shí)As2O3轉(zhuǎn)化為
    A
    s
    O
    3
    -
    3
    。“除砷”步驟①中用(NH42S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (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
     
    和BaSO4。
    (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)=
    樣品起始質(zhì)量
    -
    剩余固體質(zhì)量
    樣品起始質(zhì)量
    ×100%。
    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。
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    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
     
    %(保留到小數(shù)點(diǎn)后一位)。
    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
     
    (填字母序號(hào))。
    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
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    發(fā)布:2024/12/30 15:30:1組卷:75引用:4難度:0.4
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