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浸出液中金屬離子主要含Ga3+、Fe3+、Zn2+，含少量Fe2+。
②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。
③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
，調(diào)pH前加入H2O2的目的是 將Fe2+氧化為Fe3+
將Fe2+氧化為Fe3+
。（2）濾液1獲得的物質(zhì)是
ZnSO4
ZnSO4
（填化學(xué)式，下同），水層1獲得的物質(zhì)是 FeCl2
FeCl2
。（3）Ga與Al化學(xué)性質(zhì)相似。反萃取時(shí)，加入過量NaOH溶液后，Ga的存在形式是
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
G
a
O
-
2
G
a
O
-
2
（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[Ga（CH3）3]與NH3發(fā)生反應(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=GaN+3CH4
Ga（CH3）3+NH3=GaN+3CH4
。（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。【答案】+3；將Fe2+氧化為Fe3+；ZnSO4；FeCl2；NaGaO2；+3e-+2H2O=Ga+4OH-；Ga（CH3）3+NH3=GaN+3CH4；3.0×10-10.2
G
a
O
-
2
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/8/8 8:0:9組卷：23引用：1難度：0.1
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應(yīng)方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)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：0.5