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 > 沉淀溶解平衡的应用
题型:解答题-工业流程题 难度:0.4 引用次数:170 题号:19117385
工业上利用炼锌矿渣[含铁酸镓Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4等铁的化合物]获得3种金属盐,并进一步制备半导体材料氮化镓GaN,部分工艺流程如图:
   
已知:
①常温下,浸出液中各离子形成氢氧化物沉淀的pH和金属离子在该工艺条件下的萃取率见表;
金属离子Fe2+Fe3+Zn2+Ga3+
开始沉淀pH8.01.75.53.0
沉淀完全pH9.63.28.04.8
萃取率(%)099097~98.5
②镓的化学性质与铝相似;
③当某离子浓度≤10-5mol·L-1时认为沉淀完全。
请回答:
(1)Ga2(Fe2O4)3中Ga的化合价为_______, 浸取前需对矿渣粉碎的目的是_______
(2)“浸出”后①中加入H2O2的离子方程式为_______
(3)处理浸出液时,调节pH至5.4的目的是_______
(4)萃取前,加入的固体X为_______(填化学式)。
(5)反萃取后,镓元素的存在形式为_______ (填化学式)。
(6)GaN可采用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)技术制得:以“合成”步骤中产生的三甲基镓[Ga(CH3)3]为原料,使其与NH3发生反应得到GaN和另一种产物,该过程的化学方程式为_______
(7)滤液1中残留的镓离子的浓度为_______mol·L-l

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名校
【推荐1】某工厂的电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物。为实现资源的回收利用并有效防止环境污染,设计如下工艺流程:
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2
开始沉淀的pH2.37.64.4
完全沉淀的pH3.29.76.4
Ksp

(1)酸浸后加入H2O2的目的是______,调pH的最适宜范围为______
(2)调pH过程中加入的试剂合理的是       
A.NaOHB.CuOC.NH3H2OD.Cu2(OH)2CO3
(3)煮沸CuSO4溶液的目的为__________________
(4)25℃时,Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中,金属阳离子的物质的量浓度的负对数与溶液pH的变化关系如图所示。曲线____(填“a”或“b”)表示Fe(OH)2饱和溶液中的变化关系。当Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存时,溶液中c(Fe2+):c(Cu2+)=______

(5)25℃时,Fe3发生反应:,则该反应的平衡常数为________
2022-12-15更新 | 228次组卷
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【推荐2】锗与硅同主族,是重要的战略资源,在航空航天测控、光纤通讯、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。煤灰中含有GeO2、SiO2及少量的As2O3、Al2O3等成分,一种从煤灰中提取四氯化锗的流程如图:

已知:①GeO2、As2O3既能溶于强酸,也能溶于强碱
②GeCl4的熔点为-49.5℃,沸点为83℃,GeCl4容易与AsCl3形成共沸物。
(1)Ge在周期表中位于第四周期___________族。
(2)“碱熔”在1000℃下熔炼,GeO2反应的主要化学方程式为___________。反应后得到的共熔物中含有的阴离子除CO、AsO、GeO外,还有___________ (填离子符号)
(3)“水浸”中,为提高Ge的浸出率,可以采取的措施有___________(答2条)。
(4)“除杂”中,加入___________ (填“盐酸”、“氨水”、“Al2O3”、“NaOH溶液”),调节溶液pH=10.5,除去Al和Si。
(5)已知H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各种微粒的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图:

“除杂”后所得的滤液中含砷粒子浓度最大的是___________。在“氧化”中,加入适量的NaClO3,结合图写出主要反应的离子方程式___________。充分反应后继续调节溶液pH约为5,分离得到GeO2•nH2O。

(6)已知GeO2•nH2O+4HClGeCl4+(n+2)H2O。在“精馏”中,加入硫酸和7mol/L的盐酸的混酸,硫酸的作用是___________
(7)提取四氯化锗的另一种工艺步骤是:将含锗煤灰用上述混酸的酸浸,过滤后直接蒸馏,这种工艺的缺点是___________
2021-10-18更新 | 404次组卷
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【推荐3】金属氢氧化物在酸中溶解度不同,因此可以利用这一性质,控制溶液pH,达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol·L-1)如图所示。

(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是____
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,应该控制溶液pH范围在____
A.<1        B.4左右            C.>6
(3)在Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+杂质,____(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去,理由是____
(4)已知一些难溶物的溶度积常数如表。
物质FeSMnSCuSPbSHgSZnS
Ksp6.3×10-182.5×10-131.3×10-353.4×10-286.4×10-331.6×10-24

为除去某工业废水中含有的Cu2+、Pb2+、Hg2+杂质,最适宜向此工业废水中加入过量的____(填选项)。
A.NaOH B.FeS C.Na2S
(5)已知25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。在25℃时,向浓度均为0.1mol•L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成____(填化学式)沉淀。
(6)已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常数K=____
(7)优化反应条件是研究化学反应的重要方向。以硫代硫酸钠与硫酸的反应Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+2H2O为例,探究外界条件对化学反应速率的影响,实验方案如表所示。
实验序号Na2S2O3溶液H2SO4溶液蒸馏水温度/℃
浓度/(mol/L)体积/mL浓度/(mol/L)体积/mL体积/mL
0.11.50.11.51020
0.12.50.11.59a
0.1b0.11.5930

表中,a为____,b为____。实验表明,实验III的反应速率最快,支持这一结论的实验现象为____
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