GaN凭借其出色的功率性能、频率性能以及散热性能，应用于5G技术。工业上由赤泥（含，还有少量等杂质）提取镓制备氮化镓流程如下：已知：①镓性质与铝相似，金属活动性介于锌和铁之间。②萃取镓的原理为：。回答下列问题：

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1. GaN凭借其出色的功率性能、频率性能以及散热性能，应用于5G技术。工业上由赤泥（含 $\text{[math]}$ ，还有少量 $\text{[math]}$ 等杂质）提取镓 $\text{[math]}$ 制备氮化镓流程如下：

已知：①镓性质与铝相似，金属活动性介于锌和铁之间。

②萃取镓的原理为： $\text{[math]}$ 。

回答下列问题：

(1) 为提高酸浸效率可采取的措施是（任写一条）。

(2) “浸渣”主要成分是（写化学式）。

(3) 已知：一定温度下，溶质在平衡共存的两液相中的分配系数为 $\text{[math]}$ 。分别用与原溶液等体积的萃取剂依次萃取两次后，水相中Ga元素的残留率为（用含k的代数式表示）。

(4) 水相2与足量NaOH溶液反应的离子方程式为、。

(5) “合成”步骤中， $\text{[math]}$ 促进了金属Ga在 $\text{[math]}$ 和高温环境中的转化，其化学方程式为。

(6) 一种镍催化法生产GaN的工艺如图。

“酸浸”操作的目的是。

【考点】

物质的分离与提纯;

【答案】

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流程题普通

1. 工业上常利用 $\text{[math]}$ 作汽车尾气的吸收剂，它可以在光催化作用下使有机污染物降解，工业上利用主要成分为 $\text{[math]}$ 的含铈矿石制 $\text{[math]}$ 其工艺流程如下：

(1) “焙烧”时，通 $\text{[math]}$ 的目的是。

(2) “焙烧”时，提高焙烧效率的方法是(写出一种即可)。

(3) 操作①所需的玻璃实验仪器有烧杯、。

(4) 上述流程中 $\text{[math]}$ 与盐酸反应的离子方程式。

(5) “沉铈”过程中的离子反应方程式。若“沉铈”中， $\text{[math]}$ 恰好沉淀完全 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，此时溶液的pH为5，则溶液中 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (保留2位有效数字)。(已知常温下 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ )。

(6) $\text{[math]}$ 是汽车尾气净化催化剂的关键成分，它能在还原性气氛中供氧，在氧化气氛中耗氧。写出其供氧生成CeO的化学方程式。

(7) $\text{[math]}$ 中B的杂化类型，含有的共价键类型基态B的核外电子排布式。

(8) $\text{[math]}$ 的晶胞结构如图，Ce的配位数是。若晶胞参数为anm，则Ce与O的核间距为nm。

流程题困难

2. 碳酸锶(SrCO₃)具有屏蔽X射线的功能，广泛应用于彩色显示装置、等离子显色装置的荧光屏玻璃中。工业上以天青石(主要成分为SrSO₄ ，含少量BaSO₄和CaSO₄)和煤为原料生产碳酸锶。工艺流程如下：

已知：①Sr(OH)₂、Ba(OH)₂、Ca(OH)₂在不同温度下的溶解度(g)：

温度/℃	20	40	60	80	90	100
Sr(OH)₂	1.77	3.95	8.42	20.2	44.5	91.2
Ba(OH)₂	3.89	8.22	20.94	101.4	—	—
Ca(OH)₂	0.173	0.141	0. 121	0.094	0.086	0.076

②浸取时发生反应：2SrS+2H₂O=Sr(HS)₂+Sr(OH)₂ ，硫化锶的溶解度主要受氢氧化锶的溶解度影响。

③BaSO₄、SrCO₃、BaCO₃和SrSO₄均难溶于水，在相同温度下的溶解度(S)关系如下：

S(BaSO₄)≈S(SrCO₃)＜S(BaCO₃)＜S(SrSO₄)。

回答下列问题：

(1) 天青石、煤混合粉碎的目的是。

(2) 天青石与煤焙烧时CO还原了SrSO₄ ，反应的化学方程式为。

(3) 用热水浸取可以加快浸取速率，另外的主要作用是。

(4) 碳化过程控制条件让硫氢化锶吸收二氧化碳有利于产品质量的提高，并且可以提供硫化氢使氢氧化锶转化为硫氢化锶。写出碳化时硫氢化锶吸收二氧化碳的化学方程式：。

(5) 若达到碳化终点后继续碳化，则会使产品产率降低，结合化学方程式解释原因：，取碳化后的料浆滴入无色酚酞试剂，若表明到达碳化终点。

(6) 由于碳化所用的CO₂中含有少量的O₂、SO₂等，在碳化时发生副反应，生成少量的SrSO₃、SrSO₄ ，所以要对碳化完成的碳酸锶浆进行脱硫处理。方法为加入纯碱，并加热煮沸，写出脱硫过程SrSO₄与纯碱反应的化学方程式。

流程题困难

3. 工业上以冶铜废渣“黑铜泥”（主要成分为Cu₃As，含少量Ag单质）为主要原料，回收砷酸钠（Na₂HAsO₄·12H₂O）和硫酸铜晶体（CuSO₄·5H₂O）工艺流程如图所示。

已知：①As与N、P同主族，常见化合价与之类似。

②“氧压碱浸”主要反应为 $\text{[math]}$ 。

(1) 为提高“氧压碱浸”速率，除改变温度外还可采取的措施有（答一条即可）。

(2) “氧压碱浸”过程中反应温度对砷浸出率的影响关系如下图所示。生产时选择浸出最佳温度为，原因是。

(3) 1mol Cu₃As被浸取时，理论上转移电子数为。

(4) “常压酸浸”也需通入一定量O₂ ，反应离子方程式为。

(5) 为探究硫酸铜晶体CuSO₄·5H₂O的热稳定性，某学生取少量硫酸铜晶体进行实验。

观察到的实验现象：A中蓝色晶体逐渐变成白色粉末，最后变成黑色粉末；B中产生白色沉淀；C中红色溶液褪色；D中无色溶液变红，经检验有氧化性气体产生。

B中白色沉淀是；硫酸铜晶体分解反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为。

流程题困难