组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 水溶液中的离子反应和平衡 > 沉淀溶解平衡 > 溶度积 > 溶度积常数相关计算
题型:解答题-工业流程题 难度:0.4 引用次数:2388 题号:12192742
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),部分工艺流程如下:

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见表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)见表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+1.0×10-38.0
Fe3+4.0×10-21.7
Zn2+1.55.5
Ga3+3.0×10-33.0
表2金属离子的萃取率
金属离子萃取率(%)
Fe2+0
Fe3+99
Zn2+0
Ga3+97-98.5
(1)Ga2(Fe2O4)3中Ga的化合价为______,“浸出”时其发生反应的离子方程式为______
(2)滤液1中可回收利用的物质是______,滤饼的主要成分是______;萃取前加入的固体X为______
(3)Ga与Al同主族,化学性质相似。反萃取后,镓的存在形式为______ (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______
(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______
(6)滤液1中残余的Ga3+的浓度为______ mol·L-1 (写出计算过程)。
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回答下列问题:
(1)写出钪原子的价电子排布式:___________
(2)写出铝土矿经碱初步溶解时所发生的主要离子方程式:___________
(3)写出赤泥经盐酸处理后所得“浸渣”的一种用途:___________
(4)P2O4萃取浸出液,其浓度、料液温度对萃取率的影响如下所示,萃取时P2O4最佳浓度及料液温度分别为______________________
P2O4浓度对萃取率的影响:
试验编号P2O4浓度/%分相情况钪萃取率/%铁萃取率/%
1-11分相快90.7615.82
1-22分相容易91.5319.23
1-33分相容易92.9813.56
1-44有第三相90.6930.12
1-55轻微乳化91.7439.79
料液温度对分离系数的影响:

(5)AlCl3常以Al2Cl6分子存在,已知Al2Cl6分子中各个原子均达到8电子稳定结构,则Al2Cl6分子的结构式为___________
(6)反萃取时,Sc3+完全沉淀(浓度为1.0×10-6mol/L)时,反萃液的pH为___________。(已知:Ksp[Sc(OH)3]=8.00×10-31,lg2=0.30,结果保留小数点后2位有效数字)
(7)草酸钪灼烧分解反应方程式为___________
(8)在流程中可循环使用的物质有___________
2022-08-03更新 | 197次组卷
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回答下列问题:
(1)“溶解”过程中为了提高浸出效率,可以采取的措施有_______;(写一条即可)
(2)将“滤渣1”灼烧有生成,产生的化学方程式为_______
(3)“氧化”过程中,还原产物是_______
(4)“滤渣2”的主要成分是_______
(5)“调pH”时,应控制溶液pH的范围是_______;(已知:“溶解”后的溶液中c(Zn2+)=0.10mol/L,忽略滴加、氨水后溶液的体积变化;Ksp[Zn(OH)2]=10-17,Ksp[Fe(OH)2]=10-17,Ksp[Fe(OH)3]=10-38.3)
(6)写出“沉锌”的离子方程式________
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【推荐3】某油脂厂废弃的镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收镍制备硫酸镍晶体(NiS4·7H2O)。

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