綜合利用煉鋅礦渣（主要含鐵酸鎵Ga2（Fe2O4）3、鐵酸鋅ZnFe2O4）獲得3種金屬鹽，并進(jìn)一步利用鎵鹽制備具有優(yōu)異光電性能的氮化鎵（GaN），部分工藝流程如圖。
已知：①常溫下，浸出液中各離子的濃度及其開始形成氫氧化物沉淀的pH如表1。
②金屬離子在工藝條件下的萃取率（進(jìn)入有機(jī)層中金屬離子的百分?jǐn)?shù)）如表2。
表1金屬離子濃度及開始沉淀的pH
| 金屬離子 | 濃度（mol?L-1） | 開始沉淀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 |
| 金屬離子 | 萃取率（%） |
| Fe2+ | 0 |
| Fe3+ | 99 |
| Zn2+ | 0 |
| Ga3+ | 97～98.5 |
+3
+3
，“浸出”時其發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 Ga2（Fe2O4）3+24H+=2Ga3++6Fe3++12H2O
Ga2（Fe2O4）3+24H+=2Ga3++6Fe3++12H2O
。（2）濾液1中可回收利用的物質(zhì)是
硫酸鋅
硫酸鋅
，濾餅的主要成分是 Fe（OH）3、Ga（OH）3
Fe（OH）3、Ga（OH）3
；萃取前加入的固體X為 Fe
Fe
。（3）Ga與Al同主族，化學(xué)性質(zhì)相似。反萃取后，鎵的存在形式為
NaGaO2
NaGaO2
。（填化學(xué)式）（4）電解過程包括電解反萃取液制粗鎵和粗鎵精煉兩個步驟。精煉時，以粗鎵為陽極，以NaOH溶液為電解液，陰極的電極反應(yīng)為
GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH-
GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH-
。（5）GaN可采用MOCVD（金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積）技術(shù)制得：以合成的三甲基鎵為原料，使其與NH3發(fā)生系列反應(yīng)得到GaN和另一種產(chǎn)物，該過程的化學(xué)方程式為
Ga（CH3）3+NH3=3CH4+GaN
Ga（CH3）3+NH3=3CH4+GaN
。（6）濾液1中殘余的Ga3+的濃度為
3.0×10-10.2
3.0×10-10.2
mol?L-1。（寫出計算過程）【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用．
【答案】+3；Ga2（Fe2O4）3+24H+=2Ga3++6Fe3++12H2O；硫酸鋅；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】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：364引用：9難度：0.5
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（1）用足量（NH4）2SO4溶液和氨水“浸出”鋅焙砂。
①“浸出”前，鋅焙砂預(yù)先粉碎的目的是。
②通過“浸出”步驟，鋅焙砂中的ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn（NH3）4]2+，該反應(yīng)的離子方程式為。
（2）“浸出”時As2O3轉(zhuǎn)化為。“除砷”步驟①中用（NH4）2S2O8作氧化劑，步驟①反應(yīng)的離子方程式為AsO3-3。
（3）“除重金屬”時，加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質(zhì)是和BaSO4。
（4）“蒸氨”時會出現(xiàn)白色固體ZnSO4?Zn（OH）2，運(yùn)用平衡移動原理解釋原因：。
（5）“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體轉(zhuǎn)化為ZnCO3的離子方程式為。
（6）“煅燒”步驟中，不同溫度下，ZnCO3分解的失重曲線和產(chǎn)品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
已知：?。腆w失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%。樣品起始質(zhì)量-剩余固體質(zhì)量樣品起始質(zhì)量
ⅱ．比表面積指單位質(zhì)量固體所具有的總面積；比表面積越大，產(chǎn)品ZnO的活性越高。
①280℃時煅燒ZnCO3，300min后固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.3%，則ZnCO3的分解率為%（保留到小數(shù)點(diǎn)后一位）。
②根據(jù)圖1和圖2，獲得高產(chǎn)率（ZnCO3分解率＞95%）、高活性（ZnO比表面積＞40m2?g-1）產(chǎn)品ZnO的最佳條件是（填字母序號）。
a.恒溫280℃，60～120min
b.恒溫300℃，240～300min
c.恒溫350℃，240～300min
d.恒溫550℃，60～120min
（7）該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有。發(fā)布：2024/12/30 14:0:1組卷：80引用：5難度：0.5
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