2021年5月15日,火星探測器“天問一號”成功著陸火星,著陸后“天問一號”將利用三結(jié)砷化鎵太陽能電池作為其動力。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:
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分別為堿浸時溫度和浸泡時間對浸出率的影響,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
。
(3)“堿浸”時,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,不能通入過量的CO2,其原因是:通入過量的CO2,會使GaO2-變成Ga(OH)3沉淀下來,使產(chǎn)率降低
通入過量的CO2,會使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)。