2021年5月,中國空間站“天和”核心艙成功入軌,該核心艙搭載全球最先進的柔性三極砷化鎵太陽能電池陣,現(xiàn)以砷化鎵廢料(主要成分為GaAs,含F(xiàn)e2O3、SiO2和CaCO3等雜質)中回收鎵(與Al同主族,化學性質相似)和砷,工藝流程如下:
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回答下列問題:
(1)“漿化”是將砷化鎵廢料轉變成懸濁液的過程,其目的是 增大接觸面積,提高堿浸效率增大接觸面積,提高堿浸效率。
(2)砷化鎵(GaAs)在“堿浸”時,砷轉化為Na3AsO4進入溶液,該反應的化學方程式為 GaAs+4NaOH+4H2O2=NaGaO2+Na3AsO4+6H2OGaAs+4NaOH+4H2O2=NaGaO2+Na3AsO4+6H2O。
(3)“堿浸”的溫度控制在70℃左右,溫度不能過高或過低的原因是 溫度過低時堿浸速率慢,溫度過高易導致H2O2分解溫度過低時堿浸速率慢,溫度過高易導致H2O2分解;“濾渣I”的成分為 Fe2O3、CaCO3Fe2O3、CaCO3(填化學式)。
(4)向浸出液中加H2SO4進行“中和”,調節(jié)pH使鎵和硅共沉淀,不同pH時沉淀率如下表所示。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,“中和”的pH應調節(jié)至 5.0~6.05.0~6.0范圍內(nèi),沉淀的效果最好。
pH | 鎵沉淀率/% | 硅沉淀率/% | 砷沉淀率/% |
4.0 | 75.0 | 89.2 | 0.02 |
5.0 | 98.5 | 98.6 | 0.01 |
6.0 | 98.9 | 99.2 | 0.02 |
7.0 | 95.3 | 99.5 | 0.06 |
8.0 | 86.1 | 86.3 | 0.11 |
9.0 | 57.4 | 65.1 | 0.13 |
Ga3++3e-=Ga
Ga3++3e-=Ga
,則所得“尾液”的溶質主要是 H2SO4
H2SO4
(填化學式),可進行循環(huán)利用,提高經(jīng)濟效益。【考點】物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用.
【答案】增大接觸面積,提高堿浸效率;GaAs+4NaOH+4H2O2=NaGaO2+Na3AsO4+6H2O;溫度過低時堿浸速率慢,溫度過高易導致H2O2分解;Fe2O3、CaCO3;5.0~6.0;Ga3++3e-=Ga;H2SO4
【解答】
【點評】
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(2)若在空氣中“酸浸”時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是:
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(4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.1