【題目】我國(guó)某地粉煤灰中鎵含量豐富,其主要成分以Ga2O3的形式存在,除此之外還含有A12O3、Fe3O4、SiO2等雜質(zhì)。已知從粉煤灰中回收鎵的藝流程如圖甲所示。

信息:(i)轉(zhuǎn)型液中鎵以GaO2的形式存在;

(ii)Ksp[Ga(OH3)]=1.4×10-34,Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10-39,Ksp[Fe(OH)2]=4.87×10-17。

回答下列問(wèn)題:

(1)濾渣A中一定含有的成分是___________

(2)“氧化”過(guò)程中加入H2O2的目的是___________,該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________

(3)洗脫液中還有少量的Fe3+、Ga3+,其中Ga3+濃度為1.4×10-4mol/L,列式計(jì)算當(dāng)Fe3+恰好沉淀完全時(shí)[c(Fe3+)≤1.0×10-5mol/L],G a3+是否開(kāi)始沉淀___________

(4)流程圖中兩次調(diào)節(jié)pH的目的分別是___________。

(5)電解法可以提純粗鎵,具體原理如圖乙所示①粗鎵與電源___________極相連(填“正”或“負(fù)”)。②鎵在陽(yáng)極溶解生成的Ga3+與NaOH溶液反應(yīng)生成GaO2,GaO2在陰極放電的電極反應(yīng)式為___________。

【答案】SiO2 將Fe2+氧化為Fe3+,便于后續(xù)操作分離 2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O 當(dāng)Fe3+恰好沉淀時(shí),溶液中c3(OH)=Ksp[Fe(OH)3]/c(Fe3+)=2.7×10-39/1.0×10-5mol3/L3=2.7×10-34mol3/L3,Qc[Ga(OH)3]=c(Ga3+)c3(OH)=1.4×10-4mol/L×2.7×10-34mol3/L3 =3.78×10-38Ksp[Ga(OH)3],故Ga3+未開(kāi)始沉淀 第一次調(diào)節(jié)pH是為了使Fe3+沉淀從而分離,第二次調(diào)節(jié)pH是為了將Ga3+轉(zhuǎn)化為GaO2得到轉(zhuǎn)型液 GaO2+3e+2H2O==Ga+4OH

【解析】

粉煤灰中主要成分Ga2O3,還含有A12O3Fe3O4、SiO2等雜質(zhì),加入鹽酸后,SiO2不反應(yīng),過(guò)濾留在濾渣A中,浸出液中的Fe2+H2O2氧化,變成Fe3+,加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH后,根據(jù)Ksp[Ga(OH3)]=1.4×1034,Ksp[Fe(OH)3]=2.7×1039,使Fe3+變成沉淀進(jìn)行分離,第二次調(diào)節(jié)pH是為了將Ga3+轉(zhuǎn)化為GaO2得到轉(zhuǎn)型液,GaO2在陰極得電子,被還原為金屬Ga。以此分析解答此題。

(1)結(jié)合上述分析濾渣A中一定含有的成分是SiO2

(2)“氧化過(guò)程中加入H2O2的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,便于后續(xù)操作分離,該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O。

(3)當(dāng)Fe3+恰好沉淀時(shí),溶液中c3(OH)=Ksp[Fe(OH)3]/c(Fe3+)=2.7×10-39/1.0×10-5mol3/L3=2.7×10-34mol3/L3,Qc[Ga(OH)3]=c(Ga3+)c3(OH)=1.4×10-4mol/L×2.7×10-34mol3/L3 =3.78×10-38Ksp[Ga(OH)3],故Ga3+未開(kāi)始沉淀。

(4) 第一次調(diào)節(jié)pH是為了使Fe3+沉淀從而分離,第二次調(diào)節(jié)pH是為了將Ga3+轉(zhuǎn)化為GaO2得到轉(zhuǎn)型液;

(5)類(lèi)比電解法精煉銅的原理可知,粗鎵與電源正極相連,失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),鎵在陽(yáng)極溶解生成的Ga3+NaOH溶液反應(yīng)生成GaO2,GaO2在陰極放電的電極反應(yīng)式為GaO2+3e+2H2O==Ga+4OH

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某離子反應(yīng)涉及到H2O、ClO、NH4+、OH、N2、Cl 幾種微粒,其中N2、ClO 的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A.該反應(yīng)中Cl 為氧化產(chǎn)物

B.消耗1mol還原劑,轉(zhuǎn)移3mol電子

C.反應(yīng)后溶液的堿性增強(qiáng)

D.該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為2:3

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列情況會(huì)使所配溶液濃度偏低或其他測(cè)量值偏低的是(  )

①用稀醋酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)測(cè)定中和熱數(shù)值;②用滴定管量取液體時(shí),開(kāi)始時(shí)平視讀數(shù),結(jié)束時(shí)俯視讀數(shù)所得溶液的體積;③溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶后,燒杯及玻璃棒未用蒸餾水洗滌;④在用標(biāo)準(zhǔn)液(已知濃度)滴定未知溶液時(shí),盛標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管水洗后未潤(rùn)洗;⑤定容時(shí),仰視容量瓶的刻度線(xiàn)

A. ①③⑤B. ①②⑤

C. ②③④D. ③④⑤

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】植物的綠色細(xì)胞在光照下吸收O2、釋放CO2的現(xiàn)象,稱(chēng)為光呼吸。研究發(fā)現(xiàn),光呼吸是光照條件下O2/CO2的值異常時(shí)發(fā)生的一種生理過(guò)程,光呼吸和光合作用暗反應(yīng)的關(guān)系如圖所示。請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題:

注:RuBP1,5-二磷酸核酮糖,是卡爾文循環(huán)里起重要作用的一種五碳糖;PGA為三磷酸甘油酸,是一種三碳化合物;PG為二碳化合物;Rubisco1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶。

1)植物的卡爾文循環(huán)中,RuBP結(jié)合CO2的過(guò)程發(fā)生在_______________(填場(chǎng)所)中,圖中卡爾文循環(huán)和光呼吸均利用的物質(zhì)有_______________。結(jié)合上圖,請(qǐng)從O2CO2含量的角度分析,光照條件下光呼吸進(jìn)行的條件是_______________

2)光呼吸的最終產(chǎn)物是_______________,這個(gè)過(guò)程是_______________(填“產(chǎn)生”或“消耗”)能量的過(guò)程。

3)根據(jù)圖中光呼吸與光合作用暗反應(yīng)的關(guān)系推測(cè),抑制光呼吸對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)的意義是______________________________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在綠色植物體內(nèi)存在一種RUBP羧化酶。該酶在CO2濃度較高時(shí),催化C5CO2反應(yīng),生成C3化合物;在O2濃度較高時(shí),催化C5O2反應(yīng),部分產(chǎn)物經(jīng)一系列變化后轉(zhuǎn)移到線(xiàn)粒體中會(huì)產(chǎn)生CO2,我們把這一過(guò)程又稱(chēng)為光呼吸(如圖所示)。

光呼吸會(huì)消耗光合作用過(guò)程中新形成的有機(jī)物,還能消耗細(xì)胞內(nèi)過(guò)多的ATP和還原劑[H],以防止它們的積累影響細(xì)胞的正常代謝。為了與光呼吸相區(qū)別,研究人員把細(xì)胞通常進(jìn)行的呼吸成為“暗呼吸”。請(qǐng)回答:

1RUBP羧化酶的存在場(chǎng)所為_____________________,它的催化作用機(jī)理是____________________。

2)在較高CO2濃度環(huán)境中,RUBP羧化酶所催化反應(yīng)的產(chǎn)物是C3,該產(chǎn)物的還原還需要光反應(yīng)提供_______________

3)光呼吸會(huì)降低農(nóng)作物產(chǎn)量,但是在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中卻被保留下來(lái),那么光呼吸存在的意義可能是________________、_____________________等。

4)夏季中午,水稻出現(xiàn)光合午休現(xiàn)象,有機(jī)物的積累速率明顯下降,其原因可能是因?yàn)槿~片氣孔的大量關(guān)閉使CO2濃度下降進(jìn)而導(dǎo)致______________________________________________________。(從兩個(gè)方面回答)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】為檢驗(yàn)溶液中是否含有常見(jiàn)的四種無(wú)機(jī)離子,進(jìn)行了下圖所示的實(shí)驗(yàn)操作。其中檢驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。由該實(shí)驗(yàn)?zāi)艿玫降恼_結(jié)論是

A.原溶液中一定含有離子B.原溶液中一定含有

C.原溶液中一定含有Cl-離子D.原溶液中一定含有Fe3+離子

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】相對(duì)分子質(zhì)量為M的氣態(tài)化合物VL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)溶于mg水中,得到溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為ω%,物質(zhì)的量濃度cmol/L,密度為ρg/cm3,則下列說(shuō)法正確的是

A. 相對(duì)分子質(zhì)量M可表示為:

B. 溶液密度ρ可表示為:

C. 溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω%可表示為:

D. 物質(zhì)的量濃度C可表示為:

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法合理的是

①根據(jù)純凈物中是否含氧元素,來(lái)判斷是否屬于氧化物

②根據(jù)電泳現(xiàn)象可證明膠體帶電荷

③直徑介于lnm~l00nm之間的微粒稱(chēng)為膠體

④金屬氧化物都是堿性氧化物

⑤根據(jù)分散系的穩(wěn)定性將分散系分為膠體、溶液和濁液

⑥同一鋼筆使用不同牌號(hào)的墨水容易堵塞,是由于膠體的聚沉

A. 只有⑥ B. 只有②⑥ C. 只有③④⑤ D. 只有①②④⑥

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】A、B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下:

(1)A分子中含有的官能團(tuán)的名稱(chēng)是____________________________________。

(2)A、B能否與NaOH溶液反應(yīng):A________(填“能”或“不能”,下同),B________。

(3)A在濃硫酸作用下加熱可得到B,其反應(yīng)類(lèi)型是____________________

(4)A、B1 mol分別加入足量溴水,完全反應(yīng)后消耗單質(zhì)溴的物質(zhì)的量分別是________mol、________mol。

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