题目内容
【题目】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______________________ 。
【答案】 ad 31 2Ga(s)+ 2NH3(g) ＝2GaN(s)+3H2(g) △H＝-30.8kJ/mol Fe和Cu Ga-3e-+4OH-=GaO2-+2H2O 温度过高硝酸会分解 4Fe＋10H+ + NO3-＝4 Fe2+＋NH4+＋3H2O 氮氧化物排放少
【解析】（1）做铝热反应实验时需使用Mg和KClO3作引燃剂，ad正确；正确选项ad。
（2）镓位于元素周期表中第四周期，与铝同主族，原子序数为13+18=31；Ga与NH3在一定条件下发生置换反应生成氮化镓和氢气，生成1molGaN(s)放出热量15.4kJ，所以反应的热化学方程式：2Ga(s)+ 2NH3(g) ＝2GaN(s)+3H2(g) △H＝ -30.8kJ/mol；正确答案：31；2Ga(s)+ 2NH3(g) ＝2GaN(s)+3H2(g) △H＝ -30.8kJ/mol。
（3）①根据金属的活动性Zn>Ga>Fe>Cu，锌先失电子变为离子，然后Ga失电子，变为离子；等Ga反应完全后，剩余的铁和铜就落在阳极底部，形成阳极泥；正确答案：Fe和Cu。
②粗镓做阳极，在阳极失电子，在碱性环境下生成GaO2-，电极反应方程式：Ga-3e-+4OH-=GaO2-+2H2O；正确答案：Ga-3e-+4OH-=GaO2-+2H2O。
Ⅱ．（4）硝酸具有不稳定性，受热后易发生分解，因此步骤I温度不能过高；正确答案：温度过高硝酸会分解。
（5）根据流程可知，铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁和硝酸铵，反应的离子方程式为：4Fe＋10H++NO3-＝4 Fe2+＋NH4+＋3H2O；正确答案：4Fe＋10H+ + NO3-＝4 Fe2+＋NH4+＋3H2O。
（6）硝酸中氮元素的还原产物为硝酸铵，氮氧化物排放少，对环境污染较小；正确答案：氮氧化物排放少。
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