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综合利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓Ga2(Fe2O43、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:常温下,浸出液中各离子形成氢氧化物沉淀的pH和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)见表。
金属离子 Fe2+ Fe3+ Zn2+ Ga3+
开始沉淀pH 8.0 1.7 5.5 3.0
沉淀完全pH 9.6 3.2 8.0 4.9
萃取率(%) 0 99 0 97~98.5
请回答:
(1)写出铁酸锌(ZnFe2O4) 中铁元素的化合价
+3
+3

(2)Ga位于周期表ⅢA族,性质与Al相似,反萃取后水溶液中镓元素以
G
a
O
-
2
G
a
O
-
2
(用化学式表示)存在。
(3)处理浸出液时,调节pH至5.4的目的是
使Fe3+、Ga3+完全转化为氢氧化物沉淀,Zn2+不沉淀
使Fe3+、Ga3+完全转化为氢氧化物沉淀,Zn2+不沉淀

(4)加入铁的原因为
铁离子和镓离子萃取率相近,Fe能将铁离子还原为亚铁离子,避免铁离子被萃取
铁离子和镓离子萃取率相近,Fe能将铁离子还原为亚铁离子,避免铁离子被萃取

(5)写出“高温合成”操作中Ga(CH33与NH3反应生成GaN的化学方程式
Ga(CH33+NH3
高温
GaN+3CH4
Ga(CH33+NH3
高温
GaN+3CH4

(6)利用炼锌矿矿渣所获得的三种金属盐,分别为镓盐、
ZnSO4
ZnSO4
FeCl2
FeCl2
。(用化学式表示)
(7)取一定量GaN样品溶于足量的热NaOH溶液中,用H3BO3溶液将产生的NH3完全吸收,用标准浓度的盐酸滴定,通过消耗盐酸的体积,可测定样品的纯度。已知:NH3+H3BO3=NH3•H3BO3;NH3•H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3,硼酸的Ka=10-9.24,从滴定角度分析可用过量H3BO3溶液吸收NH3的可能原因是
硼酸的Ka=10-9.24,其电离程度很小,酸性很弱,不会影响滴定终点的判断
硼酸的Ka=10-9.24,其电离程度很小,酸性很弱,不会影响滴定终点的判断

【答案】+3;
G
a
O
-
2
;使Fe3+、Ga3+完全转化为氢氧化物沉淀,Zn2+不沉淀;铁离子和镓离子萃取率相近,Fe能将铁离子还原为亚铁离子,避免铁离子被萃取;Ga(CH33+NH3
高温
GaN+3CH4;ZnSO4;FeCl2;硼酸的Ka=10-9.24,其电离程度很小,酸性很弱,不会影响滴定终点的判断
【解答】
【点评】
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发布:2024/5/14 8:0:9组卷:38引用:1难度:0.3
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    发布:2025/1/6 7:30:5组卷:28引用:2难度:0.9
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    (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
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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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