氮化镓(GaN)具有优异的光电性能。一种利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4、SiO2]制备GaN的工艺流程如下：已知：①Ga与Al同主族，化学性质相似。②常温下，，，。③Ga3+、Fe3+在

1. (2023高三上·德庆月考) 氮化镓(GaN)具有优异的光电性能。一种利用炼锌矿渣[主要含铁酸镓Ga₂(Fe₂O₄)₃、铁酸锌ZnFe₂O₄、SiO₂]制备GaN的工艺流程如下：
已知：①Ga与Al同主族，化学性质相似。
②常温下， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。
③Ga³⁺、Fe³⁺在该工艺条件下的反萃取率(进入水相中金属离子的百分数)与盐酸浓度的关系见下表。
盐酸浓度/ $\text{[math]}$
反萃取率/%
Ga³⁺
Fe³⁺
2
86.9
9.4
4
69.1
52.1
6
17.5
71.3
回答下列问题：
1. （1） “酸浸”时Ga₂(Fe₂O₄)₃发生反应的离子方程式为。“酸溶”所得滤渣的主要成分是(填化学式)。
3. （2） “酸浸”所得浸出液中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 浓度分别为0.21 $\text{[math]}$ 、65 $\text{[math]}$ 。常温下，为尽可能多地提取 $\text{[math]}$ 并确保不混入 $\text{[math]}$ ， “调pH”时需用CaO调pH至(假设调pH时溶液体积不变)。
5. （3） “脱铁”和“反萃取”时，所用盐酸的浓度a＝，b＝(选填上表中盐酸的浓度)。
7. （4） “沉镓”时，若加入NaOH的量过多，会导致Ga³⁺的沉淀率降低，原因是(用离子方程式表示)。
9. （5）利用CVD(化学气相沉积)技术，将热分解得到的Ga₂O₃与NH₃在高温下反应可制得GaN，同时生成另一种产物，该反应化学方程式为。
11. （6） ①GaN的熔点为1700℃， $\text{[math]}$ 的熔点为77.9℃，它们的晶体类型依次为、。
  ②GaN晶体的一种立方晶胞如图所示。该晶体中与Ga原子距离最近且相等的N原子个数为。该晶体密度为 $\text{[math]}$ ， GaN的式量为 $\text{[math]}$ ，则晶胞边长为nm。(列出计算式， $\text{[math]}$ 为阿伏加德罗常数的值)

微信扫码预览、分享更方便

使用过本题的试卷

广东省肇庆市德庆县2023-2024学年高三上学期9月月考化学试题

盐酸浓度/ $\text{[math]}$	反萃取率/%
盐酸浓度/ $\text{[math]}$	Ga³⁺	Fe³⁺
2	86.9	9.4
4	69.1	52.1
6	17.5	71.3