Question

【题目】氧化铟（In2O3）用作光谱纯试剂、光电显示半导体薄膜和电子元件的材料等，铟产业被称为“信息时代的朝阳产业”。利用水铟矿[主要成分为In(OH)3]制备In2O3的工艺流程如下：

已知：常温下Ksp[In(OH)3]=1.41×10-33。

回答下列问题：

（1）In2O3中In的化合价为_________________。

（2）用硫酸酸浸水铟矿时发生反应的离子方程式为（杂质不参与反应）_________________。

（3）用硫酸从水铟矿中提取铟时，酸度与浸出率关系如图，则适宜硫酸的物质的量浓度为______。

（4）高纯铟与稀硝酸反应的离子方程式为_________________。

（5）硝酸铟高温下生成氧化铟的同时又红棕色气体产生。写出该反应的化学方程式：________。

（6）粗铟电解精炼为高纯铟时、阳极的电极反应为_________________。

（7）水铟矿溶于硫酸中得到c(In3+)=1.41mol·L-1，要使In3+不产生沉淀，计算此时溶液的pH（写出必要的计算式）___________。

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）根据元素化合价代数和为零，In2O3中In的化合价为+3。

（2）水铟矿[主要成分为In(OH)3]，用硫酸酸浸水铟矿时发生反应的离子方程式为：In(OH)3+3H+=In3++3H2O

（3）用硫酸从水铟矿中提取铟时，酸度与浸出率关系如图，可知当酸度为180g/L时，提取铟的浸出率很高，则适宜硫酸的物质的量浓度为180g/L98mol/L=1.84mol/L.所以本题答案：1.84mol·L-1。

（4）高纯铟与稀硝酸发生氧化还原反应，生成硝酸铟，一氧化氮和水，其离子方程式为In+NO3-+4H+In3++NO↑+2H2O 。

（5）硝酸铟高温下生成氧化铟的同时又红棕色气体是二氧氮产生。该反应的化学方程式：4In(NO3)32In2O3+12NO2↑+3O2。

（6）粗铟电解精炼为高纯铟时、粗铟做阳极，其电极反应为In-3e-=In3+

（7）已知：常温下Ksp[In(OH)3]=1.41×10-33，水铟矿溶于硫酸中得到c(In3+)=1.41mol·L-1，要使In3+不产生沉淀，c(In3+)·c3(OH-)=1.41×10-33，c(OH-)=10-11。常温下水的离子积KW=110-14，所以C(H+)=110-3得pH=3。此时溶液的pH=3。