Question

【题目】In是第5周期ⅢA的元素；In2O3是一种透明的导电材料，可运用于触控屏、液晶显示器等高科技领域；利用水铟矿（主要成分In(OH)3），制备In2O3的工艺流程如下：

(1)写出水铟矿被硫酸酸溶的离子方程式：_____________________________。

(2)从硫酸铟溶液中制备硫酸铟晶体的实验步骤：___、___、过滤、洗涤和干燥。

(3)提纯粗铟的方法和铜的精炼原理相似，则粗铟为___（填“阴极”、“阳极”），写出阴极的电极反应式___________________________________。

(4)完成下列化学方程式：___In(NO3)3___In2O3+___↑+___↑。

(5)高纯铟和浓硝酸反应过程中产生的NO2气体可以被Na2O2直接吸收，则标准状况下672mLNO2可以被___gNa2O2吸收。

Answer 1

【答案】In(OH)3+3H+＝In3++3H2O 蒸发浓缩 冷却结晶 阳极 In3++3e-=In 4 2 12NO2 3O2 1.17g

【解析】

将主要成分为In(OH)3的水铟矿溶解于稀硫酸，根据酸碱中和原理得到硫酸铟的溶液，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤并洗涤、干燥得到硫酸铟晶体，将所得晶体与稀硫酸混合后电解可得到粗铟，再用NaOH溶液为电解液，进行粗铟精炼临到高纯铟，最后将高纯铟溶解于稀硝酸，并通过加热促进硝酸铟分解可得到In2O3；

(1)根据酸碱中和原理可知固体In(OH)3溶解于稀硫酸，生成可溶性的硫酸铟和水，据此可写出此反应的离子方程式；

(2)从可溶性盐的溶液中获得溶质，通常使用的方法是蒸发结晶；
(3)粗铜精炼时粗铜作阳极，纯铜作阴极，含有铜离子的盐溶液作电解液，根据此原理选择精炼粗铟时，阴、阳极电极材料及书写电极反应式，其中阴极发生的是In3+的还原反应；
(4)硝酸盐不稳定，受热易分解，较活泼金属的硝酸盐分解产物为金属氧化物、二氧化氮及氧气，可结合电子守恒和原子守恒书写并配平此反应方程式；

(5)NO2气体可以被Na2O2直接吸收，其中NO2为还原剂，Na2O2为氧化剂，可结合电子守恒计算；NO2气体是有毒气体，不能随意排放，其对环境的主要危害有光化学烟雾和酸雨等。

将主要成分为In(OH)3的水铟矿溶解于稀硫酸，根据酸碱中和原理得到硫酸铟的溶液，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤并洗涤、干燥得到硫酸铟晶体，将所得晶体与稀硫酸混合后电解可得到粗铟，再用NaOH溶液为电解液，进行粗铟精炼临到高纯铟，最后将高纯铟溶解于稀硝酸，并通过加热促进硝酸铟分解可得到In2O3；

(1)In(OH)3溶解于稀硫酸，发生反应的离子方程式为In(OH)3+3H+=In3++3H2O；

(2)从硫酸铟的溶液中获得硫酸铟晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；

(3)电解粗铟时，粗铟为阳极，阴极上In3+发生还原反应的电极反应为In3++3e-=In； (4)硝酸铟受热易分解，产物为三氧化铟、二氧化氮及氧气，根据电子守恒和原子守恒可得此反应方程式：4In(NO3)32In2O3+12NO2↑+3O2↑，故答案为：4、2、12NO2、3O2；

(5)672mLNO2气体的物质的量为0.672L÷22.4L/mol=0.03mol，被nmolNa2O2直接吸收，则根据电子守恒：0.03mol×1=nmol×2，解得：n=0.015mol，Na2O2的质量为0.015mol×78g/mol=1.17g。