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题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:128 题号:17667188
综合利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4、钛酸亚铁FeTiO3]获得钛白(TiO2)和单质镓,再由镓(Ga)制取具有优异光电性能的氮化镓,部分工艺流程如图:

已知:①镓和铝同主族,化学性质相似;
②酸浸时,钛元素以TiO2+形式存在,室温下TiO2+极易水解;
③常温下,浸出液中各金属元素的离子形成氢氧化物沉淀的pH见表1;
④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   金属元素的离子形成氢氧化物沉淀的pH
金属元素的离子Fe2+TiO2+Fe3+Zn2+Ga3+
开始沉淀pH7.60.41.75.53.0
沉淀完全pH9.61.13.28.04.9

表2   金属离子的萃取率
金属离子Fe2+Fe3+Zn2+Ga3+
萃取率(%)099097~98.5

(1)Ga2(Fe2O4)3中Fe元素的化合价为_______,“浸出”时FeTiO3发生反应的离子方程式为_______
(2)滤饼的主要成分是_______;萃取前加入的固体X为_______(填标号)。
A. Fe                           B.                     C.                       D.
(3)电解反萃取液可制粗镓,则阴极得到金属镓的电极反应式为_______
(4)测定钛白中TiO2的含量可用滴定分析法:取1.000g样品充分溶于过量硫酸中,使TiO2转化为TiO2+,加入铝粉将TiO2+充分还原[(未配平)]。过滤后,将滤液用稀硫酸稀释至100mL。取20mL于锥形瓶中,滴加2~3滴指示剂,用0.1000 mol/L的NH4Fe(SO4)2标准溶液进行滴定(Fe3+能将Ti3+氧化成四价钛的化合物),重复上述滴定操作两次,平均消耗NH4Fe(SO4)2标准溶液22.00mL。
①上述滴定过程中使用的指示剂为_______
②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,则TiO2的含量测定结果_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
③钛白中TiO2质量分数为_______

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②滴定达到终点的标志是___________
(3)测定Fe3+:取10.00mL水样,转移至盛有过量锌粒的烧杯中充分反应。加入过量稀硫酸,用表面皿盖住烧杯并加热10分钟。冷却后用(2)中稀释后的KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液V2mL。
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实验

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