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2021年5月,中国空间站“天和”核心舱成功入轨,该核心舱搭载全球最先进的柔性三极砷化镓太阳能电池阵,现以砷化镓废料(主要成分为GaAs,含Fe2O3、SiO2和CaCO3等杂质)中回收镓(与Al同主族,化学性质相似)和砷,工艺流程如下:

回答下列问题:
(1)“浆化”是将砷化镓废料转变成悬浊液的过程,其目的是
增大接触面积,提高碱浸效率
增大接触面积,提高碱浸效率

(2)砷化镓(GaAs)在“碱浸”时,砷转化为Na3AsO4进入溶液,该反应的化学方程式为
GaAs+4NaOH+4H2O2=NaGaO2+Na3AsO4+6H2O
GaAs+4NaOH+4H2O2=NaGaO2+Na3AsO4+6H2O

(3)“碱浸”的温度控制在70℃左右,温度不能过高或过低的原因是
温度过低时碱浸速率慢,温度过高易导致H2O2分解
温度过低时碱浸速率慢,温度过高易导致H2O2分解
;“滤渣I”的成分为
Fe2O3、CaCO3
Fe2O3、CaCO3
(填化学式)。
(4)向浸出液中加H2SO4进行“中和”,调节pH使镓和硅共沉淀,不同pH时沉淀率如下表所示。根据表中数据可知,“中和”的pH应调节至
5.0~6.0
5.0~6.0
范围内,沉淀的效果最好。
pH 镓沉淀率/% 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)“旋流电解”时用惰性电极,在阴极析出高纯度的镓,请写出阴极电极反应式:
Ga3++3e-=Ga
Ga3++3e-=Ga
,则所得“尾液”的溶质主要是
H2SO4
H2SO4
(填化学式),可进行循环利用,提高经济效益。

【答案】增大接触面积,提高碱浸效率;GaAs+4NaOH+4H2O2=NaGaO2+Na3AsO4+6H2O;温度过低时碱浸速率慢,温度过高易导致H2O2分解;Fe2O3、CaCO3;5.0~6.0;Ga3++3e-=Ga;H2SO4
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:38引用:1难度:0.5
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    (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)“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
     

    (4)煅烧A的反应方程式是
     

    (5)ag烧渣经过上述工艺可得红氧化铁bg。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:30引用:1难度:0.5
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    (1)焙烧时产生的主要有害气体是
     

    (2)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:
    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
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    (除KSCN外).
    (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:0.1
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