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+6H2OGaAs+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、CaCO3Fe2O3、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 5.0~6.05.0~6.0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 |
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。【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【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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