【讲义+课件】2025版高考化学二轮复习《步步高考前三个月》专题2[热点题空]第3练《化工流程中试剂用量及温度控制分析》

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化工流程中试剂用量及温度控制分析

1.(8分)[2024·广东，18(4)(5)]镓(Ga)在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下。

工艺中，LAEM是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用LAEM提取金属离子Mn+的原理如图。已知：

①pKa(HF)=3.2。

②Na3[AlF6](冰晶石)的Ksp为4.0×10-10。

③浸取液中，Ga(Ⅲ)和Fe(Ⅲ)以[MClm](m-3)-(m=0~4)微粒形式存在，Fe2+最多可与2个Cl-配位，其他金属离子与Cl-的配位可忽略。

(4)“LAEM提取”中，原料液的Cl-浓度越　　　　　　　，越有利于Ga的提取；研究表明，原料液酸度过高，会降低Ga的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向Ⅰ室中加入　　　　　　(填化学式)，以进一步提高Ga的提取率。 

(5)“调pH”中，pH至少应大于　　　　　　　，使溶液中c(F-)>c(HF)，有利于[AlF6]3-配离子及Na3[AlF6]晶体的生成。若“结晶”后溶液中c(Na+)=0.10 mol·L-1，则[AlF6]3-浓度为　　　　 mol·L-1。

2.(4分)[2023·湖南，17(2)]超纯Ga(CH3)3是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯Ga(CH3)3方面取得了显著成果，工业上以粗镓为原料，制备超纯Ga(CH3)3的工艺流程如下：