金属镓是由门捷列夫第一个预言成真的元素,有“电子工业脊梁”的美誉,它与铝同主族,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物,镓及其化合物应用广泛。粉煤灰中可以提取镓,粉煤灰中的主要成分为Ga2O3,含CaO、SiO2、Al2O3等杂质。镓的熔点较低(29.8℃).沸点很高(2403℃)。
(1)滤渣1的主要成分为:___________。
(2)为了提高溶浸效率可以采用的措施有(写两种):____________。
(3)写出镓单质与氢氧化钠溶液反应的离子方程式:___________。
(4)其他镓的化合物在生活和前沿科技上有广泛应用,根据已学知识回答下列问题:
①GaCl3溶液制备GaCl3固体,应如何操作:_________。
②当代工业上固态氮化镓(GaN)的制备方法是利用镓与NH3在1000℃高温下合成,同时生成氢气,每消耗1 mol Ga时放出15.135 kJ热量。该可逆反应的热化学方程式是______。
(5)下表是两种两性氢氧化物的电离常数。
将一块镓铝合金完全溶于烧碱溶液,再往反应后的溶液中缓缓通入CO2,最先析出的氢氧化物是____。
(6)电解法可以提纯粗镓(内含Zn、Fe、Cu等杂质),以NaOH水溶液为电解质,在阴极析出高纯度的镓,请写出阴极电极反应:_____(离子氧化顺序为:Zn2+<Ga3+<Fe2+)。
高三化学工业流程困难题
金属镓是由门捷列夫第一个预言成真的元素,有“电子工业脊梁”的美誉,它与铝同主族,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物,镓及其化合物应用广泛。粉煤灰中可以提取镓,粉煤灰中的主要成分为Ga2O3,含CaO、SiO2、Al2O3等杂质。镓的熔点较低(29.8℃).沸点很高(2403℃)。
(1)滤渣1的主要成分为:___________。
(2)为了提高溶浸效率可以采用的措施有(写两种):____________。
(3)写出镓单质与氢氧化钠溶液反应的离子方程式:___________。
(4)其他镓的化合物在生活和前沿科技上有广泛应用,根据已学知识回答下列问题:
①GaCl3溶液制备GaCl3固体,应如何操作:_________。
②当代工业上固态氮化镓(GaN)的制备方法是利用镓与NH3在1000℃高温下合成,同时生成氢气,每消耗1 mol Ga时放出15.135 kJ热量。该可逆反应的热化学方程式是______。
(5)下表是两种两性氢氧化物的电离常数。
将一块镓铝合金完全溶于烧碱溶液,再往反应后的溶液中缓缓通入CO2,最先析出的氢氧化物是____。
(6)电解法可以提纯粗镓(内含Zn、Fe、Cu等杂质),以NaOH水溶液为电解质,在阴极析出高纯度的镓,请写出阴极电极反应:_____(离子氧化顺序为:Zn2+<Ga3+<Fe2+)。
高三化学工业流程困难题查看答案及解析
金属镓有“电子工业脊梁”的美誉,它与铝同主族,曾被称为“类铝”,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如下图所示:
(1)元素Ga位于Al的下一周期,写出镓(Ga)的原子结构示意图为 ____________CO2的电子式为_____________________
(2)下列有关Al、Ga的说法不正确的是______
A.由流程图可知酸性:Al(OH)3>Ga(OH)3 B.Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3
C.Ga(OH)3可由Ga2O3与水反应得到 D.与酸反应的剧烈程度:Al<Ga
(3)图中涉及到的Al、Na、O三种元素简单离子半径由大到小的顺序_____________
(4)步骤二中不能通入过量的CO2,理由_________________(用离子方程式表示)
(5)工业上通常用电解精炼法提纯镓。某待提纯的粗镓内含Zn、Fe、Cu杂质,以NaOH水溶液为电解质溶液。在电流作用下使粗镓溶解进入电解质溶液,通过某种离子迁移技术到达阴极,并在阴极放电析出高纯镓。(离子氧化性顺序为:Zn2+<Ga3+<Fe2+)
①下列有关电解精炼说法正确的是_______
A.阳极发生氧化反应,其主要电极反应式:Ga-3e- ═ Ga3+
B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C.在阴极除了析出高纯度的镓之外,还有H2产生
D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Fe
②阴极析出高纯度镓的电极反应式__________________________________
(6)氮化镓在电和光的转化方面性能突出,是迄今理论上光电转化效率最高的材料。氮化镓(GaN)的一种制备方法是采用GaCl3与NH3在一定条件下反应,写出该反应的化学方程式__________________
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金属镓有“电子工业脊梁”的美誉,它与铝同主族,曾被称为“类铝”,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如下图所示:
(1)元素Ga位于Al的下一周期,写出镓(Ga)的原子结构示意图为 ____________CO2的电子式为_____________________
(2)下列有关Al、Ga的说法不正确的是______
A.由流程图可知酸性:Al(OH)3>Ga(OH)3 B.Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3
C.Ga(OH)3可由Ga2O3与水反应得到 D.与酸反应的剧烈程度:Al<Ga
(3)图中涉及到的Al、Na、O三种元素简单离子半径由大到小的顺序_____________
(4)步骤二中不能通入过量的CO2,理由_________________(用离子方程式表示)
(5)工业上通常用电解精炼法提纯镓。某待提纯的粗镓内含Zn、Fe、Cu杂质,以NaOH水溶液为电解质溶液。在电流作用下使粗镓溶解进入电解质溶液,通过某种离子迁移技术到达阴极,并在阴极放电析出高纯镓。(离子氧化性顺序为:Zn2+<Ga3+<Fe2+)
①下列有关电解精炼说法正确的是_______
A.阳极发生氧化反应,其主要电极反应式:Ga-3e- ═ Ga3+
B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C.在阴极除了析出高纯度的镓之外,还有H2产生
D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Fe
②阴极析出高纯度镓的电极反应式__________________________________
(6)氮化镓在电和光的转化方面性能突出,是迄今理论上光电转化效率最高的材料。氮化镓(GaN)的一种制备方法是采用GaCl3与NH3在一定条件下反应,写出该反应的化学方程式__________________
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金属镓有“电子工业脊梁”的美誉,镓及其化合物应用广泛。
(1) 镓(Ga)的原子结构示意图为,镓元素在周期表中的位置是_______。
(2)镓能与沸水剧烈反应生成氢气和氢氧化镓,该反应的化学方程式是______________。
(3)氮化镓在电和光的转化方面性能突出,是迄今理论上光电转化效率最高的材料。
资料:镓的熔点较低(29.8℃),沸点很高(2403℃)。
①传统的氮化镓(GaN)制备方法是采用GaCl3与NH3在一定条件下反应,该反应的化学方程式是____________________。
②当代工业上固态氮化镓(GaN)的制备方法是利用镓与NH3在1000℃高温下合成,同时生成氢气,每生成l mol H2时放出10.27 kJ热量。该可逆反应的热化学方程式是 ____________________________________。
③在密闭容器中,充入一定量的Ga与NH3发生上述反应,实验测得反应平衡体系中NH3的体积分数与压强P和温度T的关系曲线如图1所示。
图中A点和C点化学平衡常数的关系是:KA_____ KC (填“>”“=”或“<”),理由是_____________________________。
(4)电解法可以提纯粗镓,具体原理如图2所示:
①粗镓与电源____极相连。(填“正”或“负”)
②镓在阳极溶解生成的Ga3+与NaOH溶液反应生成GaO2-,GaO2-在阴极放电的电极反应式是
_____________________________。
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金属镓有“电子工业脊梁”的美誉,镓及其化合物应用广泛。
(1)基态Ga原子中有_____种能量不同的电子,其价电子排布式为_________。
(2)第四周期的主族元素中,基态原子未成对电子数与镓相同的元素有_______(填元素符号)。
(3)三甲基镓[(CH3)3Ga]是制备有机镓化合物的中间体。
①在700℃时,(CH3)3Ga和AsH3反应得到GaAs,化学方程式为____________________。
②(CH3)3Ga中Ga原子的杂化方式为__________;AsH3的空间构型是________________。
(4)GaF3的熔点为1000℃,GaC13的熔点为77.9℃,其原因是_______________________。
(5)砷化镓是半导体材料,其晶胞结构如图所示。
①晶胞中与Ga原子等距离且最近的As原子形成的空间构型为_______。
②原子坐标参数是晶胞的基本要素之一,表示晶胞内部各原子的相对位置。图中a(0,0,0)、b(1,),则c原子的坐标参数为______________。
③砷化镓的摩尔质量为M g·mol-1,Ga的原子半径为p nm,则晶体的密度为____g·cm-3。
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金属镓有“电子工业脊梁”的美誉,镓及其化合物应用广泛。
(1)一种镍催化法生产GaN的工艺如图:
①镓(Ga)的原子结构示意图为,镓元素在周期表中的位置是___。
②“热转化”时Ga转化为GaN的化学方程式是___。
③“酸浸”操作目的是___。
(2)某学校化学兴趣小组在实验室利用如图装置模拟制备氮化镓:
①仪器X中的试剂是__,加热前需先通入一段时间的H2,原因是__。
②取某GaN样品m克溶于足量热NaOH溶液,发生反应GaN+OH﹣+H2OGaO2-+NH3↑,用H3BO3溶液将产生NH3完全吸收,滴定吸收液时消耗浓度为cmol/L的盐酸VmL,则样品的纯度是___。
已知:NH3+H3BO3=NH3•H3BO3;NH3•H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3
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金属镓有“电子工业脊梁”的美誉,镓及其化合物应用广泛。
(1)一种镍催化法生产GaN的工艺如图:
①镓(Ga)的原子结构示意图为,镓元素在周期表中的位置是___。
②“热转化”时Ga转化为GaN的化学方程式是___。
③“酸浸”操作目的是___。
(2)某学校化学兴趣小组在实验室利用如图装置模拟制备氮化镓:
①仪器X中的试剂是__,加热前需先通入一段时间的H2,原因是__。
②取某GaN样品m克溶于足量热NaOH溶液,发生反应GaN+OH﹣+H2OGaO2-+NH3↑,用H3BO3溶液将产生NH3完全吸收,滴定吸收液时消耗浓度为cmol/L的盐酸VmL,则样品的纯度是___。
已知:NH3+H3BO3=NH3•H3BO3;NH3•H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3
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镓是一种低熔点高沸点的稀有金属,有“电子工业脊梁”的美誉,被广泛应用到光电子工业和微波通信工业;镓(Ga)与铝位于同一主族,金属镓的熔点是29.8℃,沸点是2403℃。
(1)工业上利用Ga(l)与NH3(g)在1000℃高温下合成半导体固体材料氮化镓(GaN),同时生成氢气,每生成lmol H2时放出10.3 kJ热量。写出该反应的热化学方程式__________________。
(2)在密闭容器中,充入一定量的Ga与NH3发生反应,实验测得反应平衡体系中NH3的体积分数与压强P和温度T的关系曲线如图1所示。
① 图1中A点和C点化学平衡常数的大小关系是:KA_____KC,(填“<”、“=”或“>”),理由是__________________________________________________。
② 该反应在T1和P6条件下至3min时达到平衡,此时改变条件并于D点处重新达到平衡,H2的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示(3~4 min的浓度变化未表示出来),则改变的条件为__________(仅改变温度或压强中的一种)。
(3)若用压强平衡常数Kp表示,此时B点对应的Kp=__________(用含P6的式子表示)(Kp为压强平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算,气体平衡分压=总压×气体体积分数)
(4)电解精炼法提纯镓的具体原理如下:以粗镓(含Zn、Fe、Cu杂质)为阳极,以高纯镓为阴极,以NaOH溶液为电解质。在电流作用下使粗镓溶解进入电解质溶液,并通过某种离子迁移技术到达阴极并在阴极放电析出高纯镓。
①已知离子氧化性顺序为:Zn2+<Ga3+<Fe2+<Cu2+。电解精炼镓时阳极泥的成分是_________。
②阳极溶解生成的Ga3+与NaOH溶液反应生成GaO2-,写出GaO2-在阴极放电的电极反应式是_____________。
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Ⅰ.1871 年门捷列夫最早预言了类硅元素锗,1886 年德国化学家温克勒发现和分离了锗元素,并以其祖国的名字命名为“Ge”。锗是重要的半导体材料,其有机化合物在治疗癌症方面有着独特的功效。下图为工业上利用锗锌矿(主要成分GeO2和ZnS)来制备高纯度锗的流程。
已知:
1.丹宁是一种有机沉淀剂,可与四价锗络合形成沉淀;
2.GeCl4易水解,在浓盐酸中溶解度低。
(1)锗元素在周期表中的位置:_____。
(2)步骤②操作A方法是_____。
(3)步骤③中的物质在_____(填仪器名称)中加热。
(4)步骤④不能用稀盐酸,原因可能是_____。
(5)写出步骤⑦的化学方程式_____。
Ⅱ.将过量的氨水加到硫酸铜溶液中,溶液最终变成深蓝色,继续加入乙醇,析出晶体Cu(NH3)4SO4·H2O。
(1)Cu2+基态核外电子排布式为 _________;1mol [Cu(NH3)4]2+中键的数目为_______。
(2)SO42-的S原子轨道杂化类型_______________。
(3)NH3极易溶于H2O中,原因为______________________。
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1871年门捷列夫最早预言了类硅元素锗,1886年德国化学家温克勒发现和分离了锗元素,并以其祖国的名字命名为“Ge”。锗是重要的半导体材料,其有机化合物在治疗癌症方面有着独特的功效。下图为工业上利用锗锌矿(主要成分GeO2和ZnS)来制备高纯度锗的流程。
已知:1.丹宁是一种有机沉淀剂,可与四价锗络合形成沉淀;2.GeCl4易水解,在浓盐酸中溶解度低。
(1)简述步骤①中提高酸浸效率的措施___________(写两种)。
(2)步骤②操作A方法是___________。
(3)步骤③中的物质在___________(填仪器名称)中加热。
(4)步骤④不能用稀盐酸,原因可能是___________。
(5)写出步骤⑤的化学方程式___________。写出步骤⑦的化学方程式___________。
(6)请写出一种证明步骤⑦反应完全的操作方法___________。
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