金属镓是广泛用于电子工业和通讯领域的重要金属，化学性质与铝元素相似。（1）工业上提纯镓的方...

金属镓是广泛用于电子工业和通讯领域的重要金属，化学性质与铝元素相似。

（1）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_______。

②GaO2-在阴极放电的电极方程式是__________________________。

（2）工业上利用固态Ga与NH3高温条件下合成固体半导体材料氮化镓(GaN)同时又有氢气生成。反应中每生成3 mol H2时就会放出30.8 kJ热量。

①该反应的热化学方程式为__________________________。

②一定条件下，加入一定量的Ga与NH3进行上述反应，下列叙述符合事实且可作为判断反应已达到平衡状态的标志的是_______________。

A.恒温恒压下，混合气体的密度不变

B.断裂3 mol H—H键，同时断裂2 mol N—H键

C.恒温恒压下达平衡后再加入2 mol H2使平衡移动，NH3消耗速率等于原平衡时NH3的消耗速率

D.升高温度，氢气的生成速率先增大再减小

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金属镓是一种广泛用于电子工业和通讯领域的重要金属，化学性质与铝元素相似。

(1)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_________________。

②GaO2-在阴极放电的电极方程式是_______________________。

(2)工业上利用柜台Ga与NH3高温条件下合成固体半导体材料氮化镓(GaN)同时又有氢气生成。反应中每生成3mol H2时就会放出30.8kJ热量。

①该反应的热化学方程式为__________________。

②一定条件下，加入一定量的Ga与NH3进行上述反应，下列叙述符合事实且可作为判断反应已达到平衡状态的标志的是_________________。

A.恒温恒压下，混合气体的密度不变

B.断裂3molH-H键，同时断裂2molN-H键

C.恒温恒压下达平衡，加入2molH2使平衡移动，NH3的消耗速率等于原平衡时NH3的消耗速率

D.升高温度，氢气的生成速率先增大再减小，最后不变

(3)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的体积分数与压强的关系曲线如图1所示。

①比较图1中A点和C点化学平衡常数的大小关系：K1A1________________K1C1，（填“<”、“=”或“>”），理由是________________________________

②在T1和P6的条件下，往密闭容器中充入2molNH3和足量的Ga，该反应在第5min时达到平衡，此时容器的体积为3L。

a.若温度保持T1℃不变，压强恒定在P7的条件下重新达到平衡状态A（P7、50%）时，容器的体积变为起始体积的______________倍。

b.若T1和P6条件下反应至3min时刻，改变条件并与D点处达到平衡，H2的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示（3~4min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）

(4)在工业上利用N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)合成氮气。对于气相反应，用某组份(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(CB)也可以表示平衡常数（记作Kp），且PB=P×B的体积分数。则该反应的化学平衡常数表达式(Kp)是_____。恒温恒压下，在一容积可变的容器中，该反应达到平衡状态时，N2、H2、NH3各1mol，若此时再充入3molN2，则平衡_________移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。

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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：

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(Ga)与铝位于同一主族，金属镓的熔点是29. 8℃，沸点是2403℃，是一种广泛用于电子工业和通讯领域的重要金属。

(1)工业上利用镓与NH3在1000℃高温下合成固体半导体材料氮化镓（GaN)，同时生成氢气，每生成lmol H2时放出10.27 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在T1和P6条件下反应至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)气相平衡中用组份的平衡分压（PB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp)，用含P6的式子表示B点的Kp=_____________。

(4)电解精炼法提纯嫁的具体原理如下：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+3+2+2+。电解精炼镓时阳极泥的成分是________________。

②镓在阳极溶解生成的Ga3+与.NaOH溶液反应生成GaO2-，该反应的离子方程式为_________________；

GaO2-在阴极放电的电极反应式是________________。

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铜的电解实现了铜与杂质的分离，也造成了一部分资重金属进入阳极泥中，通过对阳极泥的综合处理可以回收可观的宝贵金属。稀散元素硒和碲广泛用于治金工业、 电子工业、国防工业、 医学和农业等领域，需求量越来越大。电解精炼铜的阳极泥主要成分为Cu2Se、Cu2Te和少量金属单质Au等， 工业上从其中同收碲、硒的一种工艺流程如图:

已知: TeO2是两性氧化物，Se和TeO2的物理性质如下表:

(1)“焙烧”时所加的硫酸浓度最好为_____(填序号)。

a.10%　　　　 b.50%　　　　 c.70%　　　　 d.98%

(2)加硫酸焙烧过程中Cu2Se参与反应的化学方程式为_________，氧化产物和还原产物的物质的量之比是_______。

(3)滤渣的主要成分是_______ (填化学式)。

(4)“酸溶”后，将TeO2先溶于盐酸得到四氯化碲，然后再通入二氧化硫得到碲单质，后者发生反应的化学方程式为______________ 。

(5)“沉碲”时控制溶液的pH为4.5-5.0，生成TeO2沉淀。如果H2SO4过量，溶液酸度过大，将导致“沉碲”不完全，原因是______________ 。

(6)过滤所得粗硒中含有Ni、Fe、Cu等杂质，可采用真空蒸馏的方法进行提纯，获得纯硒。真空蒸馏的挥发物中硒含量与温度的关系如图所示。蒸馏操作中控制的最佳温度是_____ (填序号)

a. 455℃　　　　 b. 462℃　　　　 c.475℃　　　 d. 515℃

(7)工业上还可以通过电解铜阳极泥碱浸，过滤后的滤液得到单质碲。己知电解时的电极均为石墨，则阴极的电极反应式为___________。

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锰是一种非常重要的金属元素，在很多领域有着广泛的应用。利用废铁屑还原浸出低品位软锰矿制备硫酸锰，然后进行电解，是制备金属锰的新工艺，其流程简图如下：

已知：

i. 低品位软锰矿主要成份有MnO2、Al2O3、Fe2O3、Cu2(OH)2CO3、CaCO3、SiO2等。

ii. 部分金属离子以氢氧化物沉淀时的pH

iii. 几种化合物的溶解性或溶度积(Ksp)

(1)研究表明，单质Fe和Fe2+都可以还原MnO2。在硫酸存在的条件下，MnO2将Fe氧化为Fe3+的离子方程式是____________。

(2)清液A先用H2O2处理，然后加入CaCO3，反应后溶液的pH≈5。滤渣a的主要成分中有黄铵铁矾NH4Fe3(SO4)2(OH)6。

①H2O2的作用是____________(用离子方程式表示)。

②滤渣a中除了黄铵铁矾，主要成分还有X。用平衡移动原理解释产生x的原因：____________。

(3)用离子方程式表示MnS固体的作用：____________。

(4)滤渣c的成分是____________。

(5)如下图所示装置，用惰性电极电解中性MnSO4溶液可以制得金属Mn。阴极反应有：

i. Mn2++2e－＝Mn　　　　　　 ii. 2H++2e－＝H2↑

电极上H2的产生会引起锰起壳开裂，影响产品质量。

①电解池阳极的电极方程式是________________。

②清液C需要用氨水调节pH＝7的原因是____________。

③电解时，中性MnSO4溶液中加入(NH4)2SO4的作用除了增大溶液导电性之外，还有___________(结合电极反应式和离子方程式解释)。

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锰是一种非常重要的金属元素，在很多领域有着广泛的应用。利用废铁屑还原浸出低品位软锰矿制备硫酸锰，然后进行电解，是制备金属锰的新工艺，其流程简图如下：

已知：

i. 低品位软锰矿主要成份有MnO2、Al2O3、Fe2O3、Cu2(OH)2CO3、CaCO3、SiO2等。

ii. 部分金属离子以氢氧化物沉淀时的pH

iii. 几种化合物的溶解性或溶度积(Ksp)

(1)研究表明，单质Fe和Fe2+都可以还原MnO2。在硫酸存在的条件下，MnO2将Fe氧化为Fe3+的离子方程式是____________。

(2)清液A先用H2O2处理，然后加入CaCO3，反应后溶液的pH≈5。滤渣a的主要成分中有黄铵铁矾NH4Fe3(SO4)2(OH)6。

①H2O2的作用是____________(用离子方程式表示)。

②滤渣a中除了黄铵铁矾，主要成分还有X。用平衡移动原理解释产生x的原因：____________。

(3)用离子方程式表示MnS固体的作用：____________。

(4)滤渣c的成分是____________。

(5)如下图所示装置，用惰性电极电解中性MnSO4溶液可以制得金属Mn。阴极反应有：

i. Mn2++2e－＝Mn　　　　　　 ii. 2H++2e－＝H2↑

电极上H2的产生会引起锰起壳开裂，影响产品质量。

①电解池阳极的电极方程式是________________。

②清液C需要用氨水调节pH＝7的原因是____________。

③电解时，中性MnSO4溶液中加入(NH4)2SO4的作用除了增大溶液导电性之外，还有___________(结合电极反应式和离子方程式解释)。

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钼(Mo)是一种重要的过渡金属元素,常见化合价为+6、+5、+4,金属钼广泛用于冶金、机械制造、电子、照明及一些高科技领域。钼酸钠(Na2MoO4)是一种无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂,也可用于制造生物碱、油墨、化肥、钼红颜料等。如图是化工生产中制备金属钼和钼酸钠的主要流程图,已知钼精矿的主要成分为MoS2,钼酸难溶于水。

(1)MoS2焙烧时反应的化学方程式为________；产生的尾气对环境的主要危害是_______。

(2)操作1中,粗产品中的MoO3与Na2CO3溶液充分反应后,生成Na2MoO4和另外一种物质,该物质的电子式为_____。粗产品经过充分碱浸后所得的碱浸液中部分离子的浓度:c(MoO42-)=0.40mol·L-1，c(SO42-)=0.05mol·L-1。结晶前应先除去SO42-,方法是加入Ba(OH)2固体。假设加入Ba(OH)2固体后溶液体积不变,当BaMoO4,开始沉淀时,SO42-的去除率为___。已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8

(3)该流程中操作2为过滤,如果在实验室模拟该操作时,发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度分析,可能的原因是_______________________________。

(4)重结晶得到的母液可以在下次重结晶时重复使用,但达到一定次数后必须净化处理,原因______________________________________。

(5)工业上由MoO3制备Mo粉也常用铝热反应,写出该反应的方程式_______________。

(6)操作3在碱性条件下,将钼精矿加入到足量的NaC1O溶液中,也可以制备钼酸钠。该反应的离子方程式为___________________________________。

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（本题12分）

磷是重要的非金属元素。磷单质及其化合物在工业生产中有着广泛的应用。

次磷酸钠（NaH2PO2）可用于化学镀镍等等。

完成下列填空

（1）．磷原子的最外层电子排布的轨道表示式为　　　　 ______　　　 ；氧原子核外电子云有 　　　　 种不同的伸展方向，其最外层有 　　　 种不同运动状态的电子。NaH2PO2中涉及到四种元素，它们的原子半径由小到大的顺序为　　　　　　　　 。

（2）．写出与磷同周期的主族元素中，离子半径最小的元素，其最高价氧化物对应水化物的电离方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）．磷酸二氢钠主要用于制革、处理锅炉水及在食品工业、发酵工业中作缓冲剂。其水溶液呈酸性的原因是__________________________________________________。（请用文字描述）

已知Ca3(PO4)2与SiO2、C高温共热可以反应得到CaSiO3、P4蒸气和CO。

（4）．写出该反应的化学方程式__________________________。

（5）．每消耗24．0g碳时，有　　　　 mol电子发生转移。反应所得混合气体，折算成标况下，其气体密度为　　　　　　　　 g/L。

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