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3．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）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3mol H2时放出30.8KJ的热．
①反应的热化学方程式是2Ga（s）+2NH3（g）?2GaN（s）+3H2（g）△H=-30.8KJ/mol．
②反应的化学平衡常数表达式是$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）}$；温度升高时，反应的平衡常数变小．（填“变大”“变小”或“不变”）
③在密闭体系内进行上述可逆反应，下列有关表达正确的是A．

A．图象Ⅰ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．图象Ⅱ中纵坐标可以为镓的转化率
C．图象Ⅲ中纵坐标可以为化学反应速率
D．图象Ⅳ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GaN+OH-+H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$GaO2-+NH3↑．
（2）将一块镓铝合金完全溶于烧碱溶液中得到溶液X．已知：
Al（OH）3Ga（OH）3
酸式电离常数Ka2×10-111×10-2
碱式电离常数Kb1.3×10-331.4×10-34
往X溶液中缓缓通入CO2，最先析出的氢氧化物是Al（OH）3．
（3）工业上电解精炼镓的原理如下：待提纯的粗镓（内含Zn、Fe、Cu杂质）为阳极，高纯度镓为阴极，NaOH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，离子迁移到达阴极并在阴极放出电析出高纯镓．
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Fe、Cu．
②GaO2-在阴极放电的电极方程式是GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH-．

分析 （1）①反应的方程式为2Ga（s）+2NH3（g）?2GaN（s）+3H2（g），结合生成3mol H2时放出30.8KJ的热量，可知反应热，进而书写热化学方程式；
②平衡常数为生成物、反应物浓度幂之积的比值；升高温度，平衡向吸热方向移动，平衡常数减小；
③A．①图象中如果纵坐标为正反应速率，升高温度或增大压强，反应速率增大；
B．Ga是固体，没有浓度可言，不能计算其转化率；
C．Ga是固体，其质量不影响反应速率；
D．相同压强下，升高温度，平衡逆向移动，平均相对分子质量增大；相同温度下，增大压强，平衡逆向移动，平均相对分子质量增大；
④氮化镓与氢氧化钠溶液反应生成氨气和NaGaO2；
（2）所得的溶液中存在平衡：H++H2O+GaO2-?Ga（OH）3，H++H2O+AlO2-?Al（OH）3，电离平衡常数越小，越容易析出得到沉淀；
（3）①离子氧化性顺序为：Zn2+＜Ga3+＜Fe2+＜Cu2+，则金属还原性顺序为Zn＞Ge＞Fe＞Cu，则阳极上Zn、Ge失电子进入电解质溶液，Fe、Cu以金属单质进入电解质溶液；
②阴极上GaO2-得电子发生还原反应生成Ga．

解答 解：（1）①反应的方程式为2Ga（s）+2NH3（g）?2GaN（s）+3H2（g），结合生成3mol H2时放出30.8KJ的热量，可知热化学方程式为2Ga（s）+2NH3（g）?2GaN（s）+3H2（g）△H=-30.8kJ/mol，
故答案为：2Ga（s）+2NH3（g）?2GaN（s）+3H2（g）△H=-30.8kJ/mol；
②平衡常数为生成物、反应物浓度幂之积的比值，K=$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）}$，升高温度，平衡向逆反应方向移动，则平衡常数减小，
故答案为：$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）}$；变小；
③A．①图象中如果纵坐标为正反应速率，升高温度或增大压强，反应速率增大，图象符合题意，故A正确；
B．Ga是固体，没有浓度可言，不能计算其转化率，故B错误；
C．Ga是固体，其质量不影响反应速率，故C错误；
D．相同压强下，升高温度，平衡逆向移动，平均相对分子质量增大；相同温度下，增大压强，平衡逆向移动，平均相对分子质量增大，所以温度高的曲线在上面，故D错误；
故答案为：A；
④氮化镓与氢氧化钠溶液反应生成氨气和NaGaO2，其反应的方程式为：GaN+OH-+H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$GaO2-+NH3↑；
故答案为：GaN+OH-+H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$GaO2-+NH3↑；
（2）所得的溶液中存在平衡：H++H2O+GaO2-?Ga（OH）3，H++H2O+AlO2-?Al（OH）3，Al（OH）3的电离平衡常数更小，故溶液中通入二氧化碳，先析出Al（OH）3沉淀，
故答案为：Al（OH）3；
（3）①离子氧化性顺序为：Zn2+＜Ga3+＜Fe2+＜Cu2+，则金属还原性顺序为Zn＞Ge＞Fe＞Cu，则阳极上Zn、Ge失电子进入电解质溶液，Fe、Cu以金属单质进入电解质溶液，则阳极泥成分是Fe、Cu，
故答案为：Fe、Cu；
②阴极上GaO2-得电子发生还原反应生成Ga，电极反应式为GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH-，故答案为：GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH-．

点评 本题考查同一主族原子结构和性质，为高考常见题型和高频考点，综合考查学生的分析、计算能力，涉及电解原理、化学平衡移动影响因素、化学平衡常数等知识点，综合性较强，侧重考查基本理论，明确电解原理、化学平衡移动原理等知识点即可解答，难点是（1）题图象分析，题目难度中等．

练习册系列答案
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阳离子　　K+　　　Na+　　 Cu2+　　Al3+
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为了鉴别上述化合物，分别进行以下实验，其结果如下所示：
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②将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解；
③进行焰色反应，只有B、C为紫色（透过蓝色钴玻璃片）；
④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，A中放出无色气体，C、D中产生白色沉淀；
⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成．
根据上述实验填空：
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