當(dāng)前位置： 2022年山東省青島市高考化學(xué)模擬試卷（5月份）> 試題詳情

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

表2金屬離子的萃取率

金屬離子萃取率（%）

Fe²⁺ 0

Fe³⁺ 99

Zn²⁺ 0

Ga³⁺ 97～98.5

（1）Ga₂（Fe₂O₄）₃中Ga的化合價(jià)為
+3
+3
，“浸出”時(shí)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(gè)步驟。精煉時(shí)，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(jì)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：362引用：9難度：0.5

相似題

1．為探索工業(yè)含鋁、鐵、銅合金（其余成分與酸堿都不反應(yīng)）廢料的再利用，某同學(xué)實(shí)設(shè)計(jì)的回收利用方案如下：

（1）濾渣B中含有

（填化學(xué)式，下同）；試劑Z為

。
（2）寫出生成沉淀C的離子方程式

。
（3）若要從濾液D得到綠礬晶體，必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作步驟：

、冷卻結(jié)晶、

、自然干燥，在這一系列操作中必要的夾持裝置外，還有酒精燈、燒杯、玻璃棒、蒸發(fā)皿、

。
（4）試劑Y是H₂O₂溶液，寫出生成硫酸銅溶液的化學(xué)方程式

。
（5）為測定綠礬晶體中結(jié)晶水含量，某同學(xué)取綠礬晶體m₁g,在隔絕空氣下加熱，使綠礬晶體失去結(jié)晶水，當(dāng)質(zhì)量不再變化稱得固體質(zhì)量裝置為m₂g,綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x=

（列式表示）。
發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：7引用：1難度：0.5
解析
2．粗鹽中含Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質(zhì)，需要提純后才能綜合利用。粗鹽提純的步驟有：
①加入過量的Na₂CO₃溶液；②加入過量的BaCl₂溶液；③加入過量的NaOH溶液；④調(diào)節(jié)溶液的pH等于7；⑤溶解；⑥過濾；⑦蒸發(fā)結(jié)晶。
（1）正確的操作順序是

（填寫序號(hào)字母）。
a.⑤②③①⑥④⑦b.⑤①②③⑥④⑦
c.⑤③②①⑥④⑦d.⑤②①③④⑥⑦
（2）加入過量的Na₂CO₃溶液的目的是

（3）檢驗(yàn)提純后所得固體中是否含SO₄^2-的操作方法是：取少許提純后的固體，加水溶解配成溶液，

。
（4）有NaCl和KCl的混合物25g,溶于水配成100mL的溶液，加入足量的AgNO₃溶液，充分反應(yīng)后濾出沉淀，充分洗滌、干燥，得沉淀質(zhì)量為57.4g,求100mL的溶液中NaCl和KCl的物質(zhì)的量濃度各為多少？（請寫出計(jì)算過程）。
發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：14引用：1難度：0.7
解析

3．工業(yè)上用酸性K₂Cr₂O₇作鍍件上銅鍍層的除銅劑，氧化鍍件上的銅層。現(xiàn)對除銅后的廢液（含有Cr³⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、SO₄^2-）進(jìn)行回收循環(huán)利用，設(shè)計(jì)了如圖工藝流程。

已知：
①2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O。
②BaCr₂O₇可溶于水，Ba CrO₄難溶于水。
③Zn²⁺、Cr³⁺與OH^-的反應(yīng)原理與Al³⁺相似，氫氧化物的沉淀pH的相關(guān)數(shù)據(jù)如表：

狀態(tài)
pH
離子沉淀完全時(shí) 沉淀開始溶解沉淀完全溶解

Zn²⁺ 8.0 10.5 12.5

Cr³⁺ 6.8 12 14

Al³⁺ 5.2 7.8 10.8

（1）K₂Cr₂O₇中鉻的化合價(jià)為

價(jià)。
（2）“沉淀除雜”后測得c（OH^-）=2mol?L^-1，溶液中的陰離子除了OH^-和SO₄^2-還有

（填離子符號(hào)）。
（3）“濾渣Ⅰ”的主要成分是

（填化學(xué)式）。
（4）“氧化”時(shí)的還原產(chǎn)物為MnO₂，寫出反應(yīng)的離子方程式：

。
（5）“調(diào)pH”時(shí)需將pH調(diào)至8.0～10.0之間，其目的是

。
（6）SO₄^2-濃度太大不利于除銅退鍍液除銅，“除SO₄^2-”時(shí)，需先將溶液保持至較強(qiáng)的酸性再加入BaCO₃，本實(shí)驗(yàn)所需的BaCO₃不宜過量，其原因?yàn)?!--BA-->

。
（7）請寫出除銅退鍍液除銅的反應(yīng)的離子方程式：

。

發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：9引用：1難度：0.5

解析

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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

狀態(tài) pH 離子	沉淀完全時(shí)	沉淀開始溶解	沉淀完全溶解
Zn²⁺	8.0	10.5	12.5
Cr³⁺	6.8	12	14
Al³⁺	5.2	7.8	10.8