金属镓拥有电子工业脊梁的美誉，镓与铝同族，化学性质相似。综合利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓Ga2（Fe2O4）3、铁酸锌ZnFe2O4]获得3种金属盐，并利用镓盐电解制备金属镓，部分工艺流程如图：
已知：①常温下，浸出液中各离子的浓度及其开始形成氢氧化物沉淀的pH见下表：
| 金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Zn2+ | Ga3+ |
| 浓度（mol•L-1 ） |
1.0×10-3 | 4.0×10-2 | 1.5 | 3.0×10-3 |
| 开始沉淀pH | 8.0 | 1.7 | 5.5 | 3.0 |
| 金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Zn2+ | Ga3+ |
| 萃取率（%） | 0 | 99 | 0 | 97～98.5 |
（1）Ga2（Fe2O4）3中的Fe化合价为
+3
+3
。“浸出”时Ga2（Fe2O4）3矿渣经过硫酸浸出获得2种金属盐，该反应的离子方程式为 Ga2（Fe2O4）3+24H+=2Ga3++6Fe3++12H2O
Ga2（Fe2O4）3+24H+=2Ga3++6Fe3++12H2O
。（2）“过滤”后滤液中可回收利用的物质是
硫酸锌
硫酸锌
。滤饼的主要成分是 Fe（OH）3、Ga（OH）3
Fe（OH）3、Ga（OH）3
（填化学式）。（3）滤液中残余的Ga3+ 的浓度为
3.0×10-10.2
3.0×10-10.2
mol•L-1。（4）“萃取”前加入的Fe的目的是
还原铁离子
还原铁离子
。（5）“反萃取”时镓元素发生反应的离子方程式
Ga3++4OH-=GaO2-+2H2O
Ga3++4OH-=GaO2-+2H2O
。（6）“电解”过程包括电解反萃取液制粗镓和粗镓精炼两个步骤。精炼时，以粗镓为阳极，以NaOH溶液为电解液，阴极的电极反应式为
GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH-
GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH-
。【考点】制备实验方案的设计；原电池与电解池的综合．
【答案】+3；Ga2（Fe2O4）3+24H+=2Ga3++6Fe3++12H2O；硫酸锌；Fe（OH）3、Ga（OH）3；3.0×10-10.2；还原铁离子；Ga3++4OH-=GaO2-+2H2O；GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH-
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：18引用：2难度：0.5
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1．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，检验
Fe3+已经除尽的试剂是．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则操作B是．
（5）煅烧A的反应方程式是．
（6）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：5引用：1难度：0.5 -
2．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是；当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．
（5）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：114引用：4难度：0.5 -
3．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常温下，当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.5
