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______________________________。

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

【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；

(1)根據(jù)酸堿中和原理可知固體In(OH)3溶解于稀硫酸，生成可溶性的硫酸銦和水，據(jù)此可寫(xiě)出此反應(yīng)的離子方程式；

(2)從可溶性鹽的溶液中獲得溶質(zhì)，通常使用的方法是蒸發(fā)結(jié)晶；

(3)①根據(jù)酸度的定義計(jì)算，酸度為196時(shí)，說(shuō)明1L溶液中硫酸的質(zhì)量為196g，即硫酸為2mol，故濃度為2mol/L；

②根據(jù)圖象可以看出，當(dāng)酸度為180時(shí)，浸出率變化不大。

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；

(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++3H2O；

(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酸度為196時(shí)，說(shuō)明1L溶液中硫酸的質(zhì)量為196g，硫酸的物質(zhì)的量為=2mol，則硫酸的物質(zhì)的量濃度為2mol/L；

②由圖象可以看出，當(dāng)酸度為180時(shí)，浸出率已經(jīng)很高，且變化已不大，從節(jié)約原料和浸出率考慮，適宜的酸度為180。