Question

【題目】金屬鎵有“電子工業脊梁”的美譽，鎵及其化合物應用廣泛。

（1） 鎵（Ga）的原子結構示意圖為，鎵元素在周期表中的位置是_______。

（2）鎵能與沸水劇烈反應生成氫氣和氫氧化鎵，該反應的化學方程式是______________。

（3）氮化鎵在電和光的轉化方面性能突出，是迄今理論上光電轉化效率最高的材料。

資料：鎵的熔點較低（29．8℃），沸點很高（2403℃）。

①傳統的氮化鎵（GaN）制備方法是采用GaCl3與NH3在一定條件下反應，該反應的化學方程式是____________________。

②當代工業上固態氮化鎵（GaN）的制備方法是利用鎵與NH3在1000℃高溫下合成，同時生成氫氣，每生成l mol H2時放出10.27 kJ熱量。該可逆反應的熱化學方程式是 ____________________________________。

③在密閉容器中，充入一定量的Ga與NH3發生上述反應，實驗測得反應平衡體系中NH3的體積分數與壓強P和溫度T的關系曲線如圖1所示。

圖中A點和C點化學平衡常數的關系是：KA_____ KC （填“＞”“＝”或“＜”），理由是_____________________________。

（4）電解法可以提純粗鎵，具體原理如圖2所示：

①粗鎵與電源____極相連。（填“正”或“負”）

②鎵在陽極溶解生成的Ga3+與NaOH溶液反應生成GaO2－，GaO2－在陰極放電的電極反應式是

_____________________________。

Answer 1

【答案】 第四周期第III A族 2Ga+6H2O ==== Ga(OH)3+3H2↑ Ga +NH3 GaN+3HCl 2 Ga(l)+2NH3(g) 2 GaN(s)+3H2(g) △H=—30.81kJ/mol KA< KC 其他條件一定時溫度升高，平衡逆向移動，K減小 正 GaO2－+3e－ +2H2O====Ga+4OH－

【解析】（1） 根據鎵（Ga）的原子結構示意圖為，鎵元素在周期表中的位置是第四周期第III A族；（2）鎵能與沸水劇烈反應生成氫氣和氫氧化鎵，反應的化學方程式是2Ga+6H2O =Ga(OH)3+3H2↑；（3）①GaCl3與NH3在一定條件下反應生成氮化鎵（GaN），反應的化學方程式是Ga +NH3 GaN+3HCl；②當代工業上固態氮化鎵（GaN）的制備方法是利用鎵與NH3在1000℃高溫下合成，同時生成氫氣，每生成l mol H2時放出10.27 kJ熱量。則可逆反應的熱化學方程式是2 Ga(l)+2NH3(g) 2 GaN(s)+3H2(g) △H=—30.81kJ/mol；

③圖中A點和C點化學平衡常數的關系是：KA< KC，理由是其他條件一定時溫度升高，平衡逆向移動，K減小；（4）①電解法可以提純粗鎵，粗鎵與電源正極相連作為陽極；②鎵在陽極溶解生成的Ga3+與NaOH溶液反應生成GaO2－，GaO2－在陰極放電得電子產生=Ga，電極反應式是GaO2－+3e－ +2H2O====Ga+4OH－。