Question

【題目】三氧化二銦(In2O3)是一種透明的導(dǎo)電材料，可運(yùn)用于接觸屏、液晶顯示器等高科技領(lǐng)域；銦產(chǎn)業(yè)被稱(chēng)為“信息時(shí)代的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”。利用水銦礦[主要成分In(OH)3，常溫下Ksp[In(OH)3]=l.41×10-33]制備In2O3的工藝流程如下：

（1）寫(xiě)出水銦礦被硫酸酸浸的離子方程式_____________________________。

（2）從硫酸銦溶液中制備硫酸銦晶體的實(shí)驗(yàn)步驟：________、_______、過(guò)濾、洗滌、干燥。

（3）某研究機(jī)構(gòu)用硫酸提取銦時(shí)，酸度（每升溶液中含硫酸的質(zhì)量）與浸出率關(guān)系如圖

①當(dāng)酸度為196時(shí)，硫酸物質(zhì)的量濃度為______________。

②請(qǐng)選擇適宜的酸度值：___________，并說(shuō)明選擇的理由____________。

（4）完成下列方程式：

（_____）In(NO3)3（_____）In2O3+（_____） _______↑+（_____） _______↑

（5）高純銦與濃硝酸反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的NO2氣體可被過(guò)氧化鈉直接吸收，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下448mlNO2可被______gNa2O2吸收，NO2的排放會(huì)引起一系列的環(huán)境問(wèn)題，任寫(xiě)一條其引起的環(huán)境問(wèn)題___________________________________。

Answer 1

【答案】 In(OH)3+3H+ == In3++H2O 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 2 mol/L 180 酸度值為180時(shí)浸出率已經(jīng)很高，繼續(xù)增大酸度浸出率變化不大，但會(huì)增大生產(chǎn)成本 4 2 12 NO2 3 O2 0.78g 光化學(xué)煙霧或硝酸型酸雨

【解析】將主要成分為In(OH)3的水銦礦溶解于稀硫酸，根據(jù)酸堿中和原理得到硫酸銦的溶液，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾并洗滌、干燥得到硫酸銦晶體，將所得晶體與稀硫酸混合后電解可得到粗銦，再用NaOH溶液為電解液，進(jìn)行粗銦精煉臨到高純銦，最后將高純銦溶解于稀硝酸，并通過(guò)加熱促進(jìn)硝酸銦分解可得到In2O3；則

（1）In(OH)3溶解于稀硫酸，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為In(OH)3+3H+ == In3++H2O；（2）從硫酸銦的溶液中獲得硫酸銦晶體的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌和干燥；（3）①酸度是指每升溶液中含硫酸的質(zhì)量，當(dāng)酸度為196時(shí)，說(shuō)明1L溶液中含有196g硫酸，物質(zhì)的量是2mol，因此硫酸物質(zhì)的量濃度為2mol/L。②根據(jù)圖像可判斷酸度值為180時(shí)浸出率已經(jīng)很高，繼續(xù)增大酸度浸出率變化不大，但會(huì)增大生產(chǎn)成本，所以選擇適宜的酸度值為180。（4）硝酸銦受熱易分解，產(chǎn)物為三氧化銦、二氧化氮及氧氣，根據(jù)電子守恒和原子守恒可得此反應(yīng)方程式，式：4In(NO3)32In2O3+12NO2↑+3O2↑；（5）448mLNO2氣體的物質(zhì)的量為0.448L÷22.4L/mol=0.02mol，被xmolNa2O2直接吸收，則根據(jù)電子守恒：0.02mol×1=xmol×2，解得：x=0.01mol，Na2O2的質(zhì)量為0.01mol×78g/mol=0.78g；大量NO2氣體排到大氣中，會(huì)造成光化學(xué)煙霧或硝酸型酸雨。