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。
②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
，“浸出”时其发生反应的离子方程式为 Ga2（Fe2O4）3+24H+=2Ga3++6Fe3++12H2O
Ga2（Fe2O4）3+24H+=2Ga3++6Fe3++12H2O
。（2）滤液1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
；萃取前加入的固体X为 Fe
Fe
。（3）Ga与Al同主族，化学性质相似。反萃取后，镓的存在形式为
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
GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH-
GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH-
。（5）GaN可采用MOCVD（金属有机物化学气相淀积）技术制得：以合成的三甲基镓为原料，使其与NH3发生系列反应得到GaN和另一种产物，该过程的化学方程式为
Ga（CH3）3+NH3=3CH4+GaN
Ga（CH3）3+NH3=3CH4+GaN
。（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。（写出计算过程）【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用．
【答案】+3；Ga2（Fe2O4）3+24H+=2Ga3++6Fe3++12H2O；硫酸锌；Fe（OH）3、Ga（OH）3；Fe；NaGaO2；GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH-；Ga（CH3）3+NH3=3CH4+GaN；3.0×10-10.2
【解答】
【点评】
声明：本试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布。
发布：2024/6/27 10:35:59组卷：367引用：9难度：0.5
相似题
-
1．我国青藏高原的盐湖中蕴藏着丰富的锂资源，已探明的储量约三千万吨，碳酸锂制备高纯金属锂的一种工艺流程如图。下列有关说法错误的是（ ）
发布：2025/1/6 7:30:5组卷：28引用：2难度：0.9 -
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）“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 -
3．查阅资料：CaO、MgO在高温下与C难反应，但能与SiO2反应．硫铁矿烧渣是一种工业废渣（含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质），该烧渣可用于制取氧化铁，具体化工生产工艺流程如下：
（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：
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（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
