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，并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓（GaN），部分工艺流程如图：
已知：①浸出液中金属离子主要含Ga3+、Fe3+、Zn2+，含少量Fe2+。
②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如表1。
③金属离子在工艺条件下的萃取率（进入有机层中金属离子的百分数）如表2。
表1 金属离子浓度及开始沉淀的pH
| 金属离子 | 浓度/（mol•L-1） | 开始沉淀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 |
| 金属离子 | 萃取率 |
| Fe2+ | 0 |
| Fe3+ | 99% |
| Zn2+ | 0 |
| Ga3+ | 97%～98.5% |
+3
+3
，调pH前加入H2O2的目的是 将Fe2+氧化为Fe3+
将Fe2+氧化为Fe3+
。（2）滤液1获得的物质是
ZnSO4
ZnSO4
（填化学式，下同），水层1获得的物质是 FeCl2
FeCl2
。（3）Ga与Al化学性质相似。反萃取时，加入过量NaOH溶液后，Ga的存在形式是
NaGaO2
NaGaO2
（填化学式）。（4）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，阴极的电极反应为
G
a
O
-
2
G
a
O
-
2
（5）GaN可采用MOCVD（金属有机物化学气相淀积）技术制得：以合成的三甲基镓[Ga（CH3）3]与NH3发生反应得到GaN和另一种产物，该过程的化学方程式为
Ga（CH3）3+NH3=GaN+3CH4
Ga（CH3）3+NH3=GaN+3CH4
。（6）滤液1中残余的Ga3+的浓度为
3.0×10-10.2
3.0×10-10.2
mol•L-1。【答案】+3；将Fe2+氧化为Fe3+；ZnSO4；FeCl2；NaGaO2；+3e-+2H2O=Ga+4OH-；Ga（CH3）3+NH3=GaN+3CH4；3.0×10-10.2
G
a
O
-
2
【解答】
【点评】
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发布：2024/8/8 8:0:9组卷：25引用：1难度：0.1
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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：
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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 -
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