Ⅰ.镓(Ga)位于周期表的第四周期,与Al同主族,主要存在Ga3+、GaO2-两种离子形式,被广泛应用于电子工业。
(1)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有__________________。
a.KClO3 b. KCl c. MnO2 d. Mg
(2)半导体材料氮化镓由Ga与NH3在一定条件下发生置换反应生成。该过程每生成1molGaN(s)放出热量15.4kJ。镓在周期表中的序号_____________,写出该反应的热化学方程式_________________。
(3)工业上用电解法精炼镓。具体原理如图所示:
已知:金属的活动性Zn>Ga>Fe>Cu
①电解精炼镓一段时间后形成的阳极泥主要有______________。
②已知精炼时阴极反应:GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH- ,阳极的电极反应方程式:_______________;
Ⅱ.用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:
(4)步骤Ⅰ温度不能过高。因为:_______________________________。
(5)步骤Ⅱ中发生反应4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O=2Fe2O3·nH2O+8HNO3,生成的硝酸又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2。写出后者反应的离子方程式______________________________________。
(6)上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是______________________ 。
高三化学综合题中等难度题
Ⅰ.镓(Ga)位于周期表的第四周期,与Al同主族,主要存在Ga3+、GaO2-两种离子形式,被广泛应用于电子工业。
(1)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有__________________。
a.KClO3 b. KCl c. MnO2 d. Mg
(2)半导体材料氮化镓由Ga与NH3在一定条件下发生置换反应生成。该过程每生成1molGaN(s)放出热量15.4kJ。镓在周期表中的序号_____________,写出该反应的热化学方程式_________________。
(3)工业上用电解法精炼镓。具体原理如图所示,已知:金属的活动性Zn>Ga>Fe>Cu
①电解精炼镓一段时间后形成的阳极泥主要有______________
②已知精炼时阴极反应:GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH- 。阳极的电极反应方程式:___________________________________;
Ⅱ.用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:
(4)步骤I温度不能过高。因为:_______________________________。
(5)步骤II中发生反应4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O=2Fe2O3·nH2O+8HNO3,生成的硝酸又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2。
写出后者反应的离子方程式______________________________________。
(6)上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是______________________ 。
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镓(Ga)位于周期表的第四周期,与Al同主族,主要存在Ga3+、GaO2-两种离子形态,被广泛应用于电子工业。
(1)Ga的原子序数为______。
(2)半导体材料氮化稼是由Ga与NH3在一定条件下合成的,该过程中每生成3molH2时,就会放出30.8kJ的热量。
①反应的热化学方程式是________。
②反应的化学平衡翻常数表决达式是_________________。
③在恒温恒容的密闭体系内进行上述可逆反应,下列有关表达正确的是_____(填字母代号).
A.Ⅰ图象中如果纵坐标为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温或加压
B.Ⅱ图象中纵坐标可以为稼的转化率
C.Ⅲ图象中纵坐标可以为化学反应速率
D.Ⅳ图象中纵坐标可以为体系内混合气体的平均相对分子质量
(3)工业上多用电解精炼法提纯稼。具体原理如下图所示:
已知:金属的活动性Zn>Ga>Fe>Cu
①X为电源的_____极,电解精炼稼时阳极泥的成分是__________;
②在电解过程中使某种离子迁移到达阴极并在阴极放电析出高纯稼, 请写出该电解过程中的电极反应方程式:阳极_________;阴极_________。
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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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氨气常用作致冷剂及制取铵盐和氮肥,是一种用途广泛的化工原料。金属镓是一种广泛用于电子工业 和通讯领域的重要金属,镓元素(31Ga)在元素周期表中位于第四周期 IIIA 族,化学性质与铝元素相似。
(1)如图是当反应器中按 n(N2):n(H2)=1:3 投料后,在 200℃、400℃、600℃下,反应达到平衡时,混合物中 NH3的物质的量分数随压强的变化曲线。
①曲线 a 对应的温度是_____________。
②关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是____________(填字母)。
A.及时分离出 NH3 可以提高 H2 的平衡转化率
B.根据勒夏特列原理,一般采用高温下发生反应
C.上图中 M、N、Q 点平衡常数 K 的大小关系是 K(M) = K(Q) >K(N)
③M 点对应的 H2 转化率是____________。
(2)工业上利用 Ga 与 NH3 合成固体半导体材料氮化镓(GaN)同时有氢气生成。反应中,生成 3 mol H2 时就会放出30.8 kJ 的热。
①该反应的热化学方程式是____________________。
②反应的化学平衡常数表达式是____________。
③在恒温恒容的密闭体系内进行上述可逆反应,下列有关表达正确的是____________。
A.I 图像中如果纵坐标为正反应速率,则 t 时刻改变的条件可以为升温
B.II 图像中纵坐标可以为镓的转化率
C.III 图像中纵坐标可以为化学反应速率
D.Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量
④氮化镓(GaN)性质稳定,但能缓慢的溶解在热的 NaOH 溶液中,该反应的离子方程式是:___________________。
(3)将一块镓铝合金完全溶于烧碱溶液中得到溶液 X。己知:
Al(OH)3 | Ga(OH)3 | |
酸式电离常数 Ka | 2×10- 11 | 1×10- 7 |
碱式电离常数 Kb | 1.3×10- 33 | 1.4×10- 34 |
往 X 溶液中缓缓通入 CO2,最先析出的氢氧化物是____________。
(4)工业上以电解精炼法提炼镓的原理如下:以待提纯的粗镓(内含 Zn、Fe、Cu 杂质)为阳极,以高纯镓为阴极,以 NaOH 水溶液为电解质溶液。在电流作用下使粗镓在阳极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己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____________。
②GaO2- 在阴极放电的电极方程式是___________。
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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) 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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金属稼是一种广泛用于电子工业和通讯领域的重要金属,稼元素(31Ga)在元素周期表中位于第四周期,IIIA族,化学性质与铝元素相似。
(1)稼元素的原子结构示意图是_______________________。
(2)工业上利用Ga与NH3高温条件下合成固体半导体材料氮化稼(GaN)同时又有氢气生成。反应中,每生成3molH2时就会放出30.8kJ的热量。
①反应的热化学方程式是________________________;
②反应的化学平衡常数表达式是___________________,温度升高时,反应的平衡常数_____________(填“变大”“变小”或“不变”);[
③在恒温恒容的密闭体系内进行上述可逆反应,下列有关表达正确的是__________
A.I图像中如果纵坐标为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温或加压
B.II图像中纵坐标可以为镓的转化率
C.III图像中纵坐标可以为化学反应速率
D.IV图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量
(3)工业上提纯镓的方法很多,其中以电解精炼法为多。具体原理如下:以待提纯的粗稼(内含Zn、Fe、Cu杂质)为阳极,以高纯稼为阴极,以NaOH水溶液为电解质溶液。 在电流作用下使粗镓在阳极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己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 GaO2-在阴极放电的电极方程式是________________________。
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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_____________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
在工业上,通过含锌矿石制取应用广泛的锌及其化合物。
(1)Zn在元素周期表中位于_____区,其基态原子价电子排布式为________。
(2)[Zn(CN)4]2-常用于电镀工业中,其中配位原子基态时核外电子的轨道表示式为_____,与CN-互为等电子体的粒子有_____、________(写出两种)。
(3)[Zn(CN)4]2-在水溶液中与甲醛(HCHO)溶液反应可制得HOCH2CN。甲醛分子的立体构型为________.中心原子杂化方式为________;HOCH2CN中元素电负性由大到小的顺序_______,1 mol HOCH2CN分子中,含有σ键的数为_________。
(4)ZnS和HgS晶体在岩浆中先晶出的是________,其原因是___________。
(5)ZnO的一种晶体结构与金刚石类似,4 个锌原子占据金刚石中晶胞内四个碳原子的位置,则该氧化物的密度为______g/cm3(设晶胞参数为apm,NA表示阿伏伽德罗常数)
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