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【题目】三氧化二铟(In2O3)是一种透明的导电材料,可运用于接触屏、液晶显示器等高科技领域;铟产业被称为“信息时代的朝阳产业”。利用水铟矿[主要成分In(OH)3,常温下Ksp[In(OH)3]=l.41×10-33]制备In2O3的工艺流程如下:

(1)写出水铟矿被硫酸酸浸的离子方程式_____________________________。

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

(3)某研究机构用硫酸提取铟时,酸度(每升溶液中含硫酸的质量)与浸出率关系如图

①当酸度为196时,硫酸物质的量浓度为______________。

②请选择适宜的酸度值:___________,并说明选择的理由____________。

(4)完成下列方程式:

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

(5)高纯铟与浓硝酸反应过程中产生的NO2气体可被过氧化钠直接吸收,则标准状况下448mlNO2可被______gNa2O2吸收,NO2的排放会引起一系列的环境问题,任写一条其引起的环境问题___________________________________。

【答案】 In(OH)3+3H+ == In3++H2O 蒸发浓缩 冷却结晶 2 mol/L 180 酸度值为180时浸出率已经很高,继续增大酸度浸出率变化不大,但会增大生产成本 4 2 12 NO2 3 O2 0.78g 光化学烟雾或硝酸型酸雨

【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;则

(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++H2O;(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;(3)①酸度是指每升溶液中含硫酸的质量,当酸度为196时,说明1L溶液中含有196g硫酸,物质的量是2mol,因此硫酸物质的量浓度为2mol/L。②根据图像可判断酸度值为180时浸出率已经很高,继续增大酸度浸出率变化不大,但会增大生产成本,所以选择适宜的酸度值为180。(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,式:4In(NO3)32In2O3+12NO2↑+3O2↑;(5)448mLNO2气体的物质的量为0.448L÷22.4L/mol=0.02mol,被xmolNa2O2直接吸收,则根据电子守恒:0.02mol×1=xmol×2,解得:x=0.01mol,Na2O2的质量为0.01mol×78g/mol=0.78g;大量NO2气体排到大气中,会造成光化学烟雾或硝酸型酸雨。

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