Question

【題目】氧化銦（In2O3）用作光譜純試劑、光電顯示半導體薄膜和電子元件的材料等，銦產業(yè)被稱為“信息時代的朝陽產業(yè)”。利用水銦礦[主要成分為In(OH)3]制備In2O3的工藝流程如下：

已知：常溫下Ksp[In(OH)3]=1.41×10-33。

回答下列問題：

（1）In2O3中In的化合價為_________________。

（2）用硫酸酸浸水銦礦時發(fā)生反應的離子方程式為（雜質不參與反應）_________________。

（3）用硫酸從水銦礦中提取銦時，酸度與浸出率關系如圖，則適宜硫酸的物質的量濃度為______。

（4）高純銦與稀硝酸反應的離子方程式為_________________。

（5）硝酸銦高溫下生成氧化銦的同時又紅棕色氣體產生。寫出該反應的化學方程式：________。

（6）粗銦電解精煉為高純銦時、陽極的電極反應為_________________。

（7）水銦礦溶于硫酸中得到c(In3+)=1.41mol·L-1，要使In3+不產生沉淀，計算此時溶液的pH（寫出必要的計算式）___________。

Answer 1

【答案】 +3 In(OH)3+3H+=In3++3H2O 1.84mol·L-1 In+NO3-+4H+In3++NO↑+2H2O 4In(NO3)32In2O3+12NO2↑+3O2↑ In-3e-=In3+ c(In3+)·c3(OH-)=1.41×10-33，c(OH-)=10-11，得pH=3

【解析】（1）根據元素化合價代數和為零，In2O3中In的化合價為+3。

（2）水銦礦[主要成分為In(OH)3]，用硫酸酸浸水銦礦時發(fā)生反應的離子方程式為：In(OH)3+3H+=In3++3H2O

（3）用硫酸從水銦礦中提取銦時，酸度與浸出率關系如圖，可知當酸度為180g/L時，提取銦的浸出率很高，則適宜硫酸的物質的量濃度為180g/L98mol/L=1.84mol/L.所以本題答案：1.84mol·L-1。

（4）高純銦與稀硝酸發(fā)生氧化還原反應，生成硝酸銦，一氧化氮和水，其離子方程式為In+NO3-+4H+In3++NO↑+2H2O 。

（5）硝酸銦高溫下生成氧化銦的同時又紅棕色氣體是二氧氮產生。該反應的化學方程式：4In(NO3)32In2O3+12NO2↑+3O2。

（6）粗銦電解精煉為高純銦時、粗銦做陽極，其電極反應為In-3e-=In3+

（7）已知：常溫下Ksp[In(OH)3]=1.41×10-33，水銦礦溶于硫酸中得到c(In3+)=1.41mol·L-1，要使In3+不產生沉淀，c(In3+)·c3(OH-)=1.41×10-33，c(OH-)=10-11。常溫下水的離子積KW=110-14，所以C(H+)=110-3得pH=3。此時溶液的pH=3。