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2021年5月15日,火星探測(cè)器“天問一號(hào)”成功著陸火星,著陸后“天問一號(hào)”將利用三結(jié)砷化鎵太陽(yáng)能電池作為其動(dòng)力。一種由砷化鎵廢料(主要成分為GaAs,含F(xiàn)e2O3、SiO2等雜質(zhì))制備鎵的工藝流程如圖:
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已知:①Ga在周期表中位于Al的正下方,性質(zhì)與Al相似;
②離子完全沉淀的pH值:SiO32-為8,GaO2-為5.5。
回答下列問題:
(1)“風(fēng)化粉碎”的目的是
增大反應(yīng)物接觸面積,加快浸出速率,提高浸出率
增大反應(yīng)物接觸面積,加快浸出速率,提高浸出率
。
(2)圖1、圖2分別為堿浸時(shí)溫度和浸泡時(shí)間對(duì)浸出率的影響,根據(jù)圖中信息確定最佳反應(yīng)條件:
70℃,2h
70℃,2h
;超過70℃,浸出率下降的原因可能有
超過70℃,H2O2受熱分解,影響浸出率
超過70℃,H2O2受熱分解,影響浸出率
。
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(3)“堿浸”時(shí),GaAs中Ga以NaGaO2的形式進(jìn)入溶液中,該反應(yīng)的離子方程式是:
GaAs+4OH-+4H2O2=GaO2-+AsO43-+6H2O
GaAs+4OH-+4H2O2=GaO2-+AsO43-+6H2O
。
(4)“濾渣1”的成分為
Fe2O3
Fe2O3
 (填化學(xué)式),“操作a”為
蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
、過濾、洗滌、干燥。
(5)“調(diào)pH1”時(shí),不能通入過量的CO2,其原因是:
通入過量的CO2,會(huì)使GaO2-變成Ga(OH)3沉淀下來,使產(chǎn)率降低
通入過量的CO2,會(huì)使GaO2-變成Ga(OH)3沉淀下來,使產(chǎn)率降低

(6)若用240kg含7.25%砷化鎵的廢料回收鎵,得到純度為96%的鎵7.0kg,則鎵的回收率為
80.0
80.0
%(保留3位有效數(shù)字)。

【答案】增大反應(yīng)物接觸面積,加快浸出速率,提高浸出率;70℃,2h;超過70℃,H2O2受熱分解,影響浸出率;GaAs+4OH-+4H2O2=GaO2-+AsO43-+6H2O;Fe2O3;蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶;通入過量的CO2,會(huì)使GaO2-變成Ga(OH)3沉淀下來,使產(chǎn)率降低;80.0
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:10引用:1難度:0.4
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    發(fā)布:2024/12/30 15:30:1組卷:75引用:4難度:0.4
  • 2.工業(yè)上利用鋅焙砂(主要成分為ZnO,含有少量CuO、As2O3、NiO等)生產(chǎn)高純ZnO的流程示意圖如圖。
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    (1)用足量(NH42SO4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(NH34]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (2)“浸出”時(shí)As2O3轉(zhuǎn)化為
    A
    s
    O
    3
    -
    3
    ?!俺椤辈襟E①中用(NH42S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為
     

    (3)“除重金屬”時(shí),加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質(zhì)是
     
    和BaSO4。
    (4)“蒸氨”時(shí)會(huì)出現(xiàn)白色固體ZnSO4?Zn(OH)2,運(yùn)用平衡移動(dòng)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)=
    樣品起始質(zhì)量
    -
    剩余固體質(zhì)量
    樣品起始質(zhì)量
    ×100%。
    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。
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    ①280℃時(shí)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(hào))。
    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:79引用:5難度:0.5
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    發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:26引用:2難度:0.9
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