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  • 1. (2022·青岛模拟) 综合利用炼锌矿渣(主要含铁酸镓Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4)获得3种金属盐,并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓(GaN),部分工艺流程如下:

    已知:①常温下,浸出液中各离子的浓度及其开始形成氢氧化物沉淀的pH见表1。

    ②金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见表2。

    表1金属离子浓度及开始沉淀的pH

    金属离子

    浓度(mol·L-1)

    开始沉淀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金属离子的萃取率

    金属离子

    萃取率(%)

    Fe2+

    0

    Fe3+

    99

    Zn2+

    0

    Ga3+

    97-98.5

    1. (1) Ga2(Fe2O4)3中Ga的化合价为,“浸出”时其发生反应的离子方程式为
    2. (2) 滤液1中可回收利用的物质是,滤饼的主要成分是;萃取前加入的固体X为
    3. (3) Ga与Al同主族,化学性质相似。反萃取后,镓的存在形式为 (填化学式)。
    4. (4) 电解过程包括电解反萃取液制粗镓和粗镓精炼两个步骤。精炼时,以粗镓为阳极,以NaOH溶液为电解液,阴极的电极反应为
    5. (5) GaN可采用MOCVD (金属有机物化学气相淀积)技术制得:以合成的三甲基镓为原料,使其与NH3发生系列反应得到GaN和另一种产物,该过程的化学方程式为
    6. (6) 滤液1中残余的Ga3+的浓度为 mol·L-1 (写出计算过程)。

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