题目内容
10．锌是一种常用金属，冶炼方法有火法和湿法．Ⅰ．镓（Ga）是火法冶炼锌过程中的副产品，镓与铝同主族且相邻，化学性质与铝相似．氮化镓（GaN）是制造LED的重要材料，被誉为第三代半导体材料．
（1）Ga在元素周期表中的位置第四周期第ⅢA族．
（2）GaN可由Ga和NH3在高温条件下合成，该反应的化学方程式为2Ga+2NH3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2GaN+3H2．
（3）下列有关镓和镓的化合物的说法正确的是ACD（填字母序号）．
A．一定条件下，Ga可溶于盐酸和氢氧化钠
B．常温下，Ga可与水剧烈反应放出氢气
C．Ga2O3可由Ga（OH）3受热分解得到
D．一定条件下，Ga2O3可与NaOH反应生成盐
Ⅱ．工业上利用锌焙砂（主要含Zn0、ZnFe2O4，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物）湿法制取金属锌的流程如图1所示，回答下列问题：
已知：Fe的活泼性强于Ni
（4）ZnFe2O4可以写成ZnO•Fe2O3，写出ZnFe2O4与H2SO4反应的化学方程式ZnFe2O4+4H2SO4═ZnSO4+Fe2（SO4）3+4H2O．
（5）净化I操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe2+氧化；第二步是控制溶液pH，只使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀．净化I生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是Fe（OH）3胶粒具有吸附性．
（6）净化II中加入Zn的目的是使Cu2+、Ni2+转化为Cu、Ni而除去．
Ⅲ．（7）某化学课外小组拟用废旧电池锌皮（含杂质铁），结合图2信息从提供的试剂中选取适当试剂，制取纯净的ZnSO4•7H2O．
实验步骤如下：
①将锌片完全溶于稍过量的3mol•L-1稀硫酸，加入A（选填字母，下同）；
A．30%H2O2 B．新制氯水C．FeCl3溶液D．KSCN溶液
②加入C；
A．纯锌粉B．纯碳酸钙粉末 C．纯ZnO粉末 D．3mol•L-1稀硫酸
③加热到60℃左右并不断搅拌；
④趁热过滤得ZnSO4溶液，再蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥．
其中步骤③加热的主要目的是促进Fe3+水解转化为沉淀，并使过量的H2O2分解除去．
分析 I．（1）Ga的原子序数为31，位于第四周期第ⅢA族；
（2）Ga和NH3在高温条件下反应生成GaN和氢气；
（3）镓位于第ⅢA族，位于金属与非金属交界处，与Al具有相似性质，金属性比Al强，以此分析其单质和化合物的性质；
II．（4）ZnFe2O4可以写成ZnO•Fe2O3，酸浸时ZnFe2O4会生成两种盐，即ZnFe2O4与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸铁；
（5）Fe（OH）3胶体（沉淀）具有的吸附性；
（6）锌焙砂中含有CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物，反应后溶液中存在Cu2+、Ni2+，没有净化Ⅱ操作，电解制取的锌会含有铜、Ni等杂质；
Ⅲ．（7）①废旧干电池锌皮（含杂质铁），将锌片完全溶于稍过量的3 mol•L-1稀硫酸，所得溶液中含有杂质离子Fe2+，必须将其除去，结合图象所给信息Zn2+和Fe2+难以分离，必须先将Fe2+氧化为Fe3+再进行分离，为不引进新的杂质，选用30%H2O2作氧化剂；
②分离Zn2+和Fe3+，结合图象可用盐类水解原理通过调节pH的方法进行除杂；
③因盐类水解为吸热反应，H2O2受热易分解．
解答 解：Ⅰ．（1）Ga的原子序数为31，位于第四周期第ⅢA族，故答案为：第四周期第ⅢA族；
（2）Ga和NH3在高温条件下反应生成GaN和氢气，反应为2Ga+2NH3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2GaN+3H2，故答案为：2Ga+2NH3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2GaN+3H2；
（3）镓位于第ⅢA族，位于金属与非金属交界处，与Al具有相似性质，则：
A．Al与盐酸、NaOH均反应，则一定条件下，Ga可溶于盐酸和氢氧化钠，故A正确；
B．Al与水常温不反应，则常温下，Ga不能与水剧烈反应放出氢气，故B错误；
C．氧化铝可由氢氧化铝分解生成，则Ga2O3可由Ga（OH）3受热分解得到，故C正确；
D．氧化铝与NaOH反应生成盐，则一定条件下，Ga2O3可与NaOH反应生成盐，故D正确；
故答案为：ACD；
Ⅱ（4）根据信息，酸浸时ZnFe2O4会生成两种盐，这两种盐分别为硫酸锌、硫酸铁，即ZnFe2O4与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸铁，反应的化学方程式为ZnFe2O4+4H2SO4═ZnSO4+Fe2（SO4）3+4H2O，
故答案为：ZnFe2O4+4H2SO4═ZnSO4+Fe2（SO4）3+4H2O；
（5）因为Fe（OH）3胶粒具有吸附性，则净化I生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，故答案为：Fe（OH）3胶粒具有吸附性；
（6）CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物溶于酸转化为金属离子，净化I后除去Fe元素，净化II中加入Zn的目的是使Cu2+、Ni2+转化为Cu、Ni而除去，
故答案为：使Cu2+、Ni2+转化为Cu、Ni而除去；
Ⅲ．（7）①据题意用废旧干电池锌皮（含杂质铁）制取纯净的ZnSO4溶液实验流程为用硫酸酸溶、除杂．由实验步骤①将锌片完全溶于稍过量的3 mol•L-1稀硫酸发生的反应为Zn+2H+=Zn2++H2↑、Fe+2H+=Fe2++H2↑，所得溶液中含有杂质离子Fe2+，必须将其除去，结合图象所给信息Zn2+和Fe2+难以分离，必须先将Fe2+氧化为Fe3+再进行分离，所以要加过氧化氢氧化亚铁离子，
故答案为：A；
②分离Zn2+和Fe3+，结合图象可用盐类水解原理通过调节pH的方法进行除杂，为防止引进杂质可用纯ZnO粉末来调节pH，使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀而除去；
故答案为：C；
③因盐类水解吸热，加热能促进三价铁离子的水解，H2O2受热易分解，所以步骤③加热的主要目的有促进Fe3+水解转化为沉淀，同时使过量的H2O2分解除去；
故答案为：促进Fe3+水解转化为沉淀，并使过量的H2O2分解除去．
点评 本题考查较综合，涉及元素周期表与元素周期律、化学工艺流程、物质的制备方案、混合物分离提纯综合应用、金属单质及化合物的性质，属于拼合型题目，侧重分析与迁移应用能力的考查，题目难度中等．
| A． | 容量瓶实验前用蒸馏水洗干净，但未烘干 | |
| B． | 定容观察液面时俯视 | |
| C． | 用量筒量取一定量液体时，俯视液面读数 | |
| D． | 加蒸馏水时不慎超过了刻度 |
| A． | 金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程 | |
| B． | 合金的熔点都高于它的成分金属，合金的耐腐蚀性也都比其成分金属强 | |
| C． | 铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应：Fe-3e-=Fe3+，继而形成铁锈 | |
| D． | 将水库中的水闸（钢板）与外加直流电源的负极相连，正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀 |
①用湿润的pH试纸测定溶液的pH
②不宜用瓷坩埚熔融氢氧化钠固体或碳酸钠固体
③可用加热法分离I2和NH4Cl的混合物
④可用稀硝酸洗涤“银镜反应”实验后附着在试管壁上的银
⑤煮沸自来水可除去其中的Ca（HCO3）2
⑥实验室配制氯化亚铁溶液时，可先将氯化亚铁溶解在盐酸中，再加入蒸馏水稀释，最后加入少量铁粉．
| A． | ②④⑤ | B． | ②③⑥ | C． | ②④⑤⑥ | D． | ②③④⑤⑥ |
（1）此流程的第Ⅱ步反应为：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g），反应的平衡常数随温度的变化如表：
| 温度/℃ | 400 | 500 | 830 |
| 平衡常数K | 10 | 9 | 1 |
（2）在500℃，以下表的物质的量（按照CO、H2O、H2、CO2的顺序）投入恒容密闭容器中进行上述第Ⅱ步反应，达到平衡后下列关系正确的是AD．
| 实验编号 | 反应物投入量 | 平衡时H2浓度 | 吸收或放出的热量 | 反应物转化率 |
| A | 1、1、0、0 | c1 | Q1 | α1 |
| B | 0、0、2、2 | c2 | Q2 | α2 |
| C | 2、2、0、0 | c3 | Q3 | α3 |
（3）在一个绝热等容容器中，不能判断此流程的第Ⅱ步反应达到平衡的是②③．
①体系的压强不再发生变化 ②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变 ④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化 ⑥v（CO2）正=v（H2O）逆
（4）如图2表示此流程的第Ⅱ步反应，在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况：图中t2时刻发生改变的条件是降低温度、增加水蒸汽的量（或减少氢气的量）（写出两种）．若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原先的两倍，在图中t4和t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线，并标明物质（假设各物质状态均保持不变）．
．
CH3COO-+NH4++2Ag↓+3NH3+H2O．
．
．
．| A． | 可以用过滤的方法分离FeCl3溶液和Fe（OH）3胶体 | |
| B． | Fe（OH）3胶体静置会分层 | |
| C． | HCl、SO2、Fe2+均既有氧化性又有还原性 | |
| D． | CH3COONH4的电离方程式为：CH3COONH4 CH3COO-+NH4+ |