题目内容
【题目】门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”、“类硅”在内的11种元素。
(1)门捷列夫预言的“类硅”,多年后被德国化学家文克勒发现,命名为锗(Ge)。
①已知主族元素锗的最高化合价为+4价,其最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物。试比较元素的非金属性Si___ Ge(用“>”或“<”表示)。
②若锗位于Si的下一周期,写出“锗”在周期表中的位置_____。根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近,预测锗单质的一种用途是_______.
③硅和锗单质分别与
反应时,反应较难进行的是_______(填“硅”或“锗”)。
(2)“类铝”在门捷列夫预言4年后,被布瓦博德朗在一种矿石中发现,命名为镓(Ga)。
①由镓的性质推知,镓与铝同主族,且位于铝的下一周期。试写出镓原子的结构示意图____。冶炼金属镓通常采用的方法是_____.
②已知Ga(OH)3难溶于水,为判断Ga(OH)3是否为两性氢氧化物,设计实验时,需要选用的试剂有GaCl3溶液、________和________.
(3)某同学阅读课外资料,看到了下列有关锗、锡、铅三种元素的性质描述:
①锗、锡在空气中不反应,铅在空气中表面形成一层氧化铅;
②锗与盐酸不反应,锡与盐酸反应,铅与盐酸反应但生成PbCl2微溶而使反应终止:
该同学查找三种元素在周期表的位置如图所示:
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根据以上信息推测,下列描述正确的是______(填标号)。
a.锗、锡、铅的+4价的氢氧化物的碱性强弱顺序是:Ge(OH)4<Sn(OH)4<Pb(OH)4
b.锗、锡、铅的金属性依次减弱;
c. 锗、锡、铅的原子半径依次增大。
【答案】> 第四周期第ⅣA族 用作半导体材料 锗
电解法 NaOH溶液 稀硫酸或盐酸 ac
【解析】
(1)①同主族自上而下元素的非金属性减弱;②锗位于硅的下一周期,应处于第四周期第ⅣA族;处于金属和非金属分界线附近,表现一定的金属性、非金属性,据此判断常见的用途;③非金属性越强,与氢气反应越容易;
(2)①Al与Ga处于同主族,最外层电子数相同,具有相似的化学性质;Ga的金属性比Al强,据此判断冶炼方法;②利用Ga(OH)3是否溶于强酸、强碱判断其是否是两性氢氧化物;
(3)根据同主族元素的金属性和原子半径的变化规律分析判断。
(1)①同主族自上而下元素的非金属性减弱,金属性在增强,故非金属性Si>Ge,故答案为:>;
②锗位于硅的下一周期,应处于第四周期第ⅣA族;处于金属和非金属分界线附近,表现一定的金属性、非金属性,可以用作半导体材料,故答案为:第四周期第ⅣA族;用作半导体材料;
③非金属性Si>Ge,非金属性越强,与氢气反应越容易化合,故Ge与氢气反应较难,故答案为:锗;
(2)①元素Ga位于Al的下一周期,位于第四周期第ⅢA族,原子结构示意图为
Al与Ga处于同主族,它们原子的最外层电子数都是3个,具有相似的化学性质,Ga的金属性比Al强,应采取电解法冶炼,故答案为:
;电解法;
②GaCl3溶液与NaOH溶液反应生成Ga(OH)3,再利用Ga(OH)3是否溶于强酸、强碱判断其是否是两性氢氧化物,故需要的试剂还有:NaOH溶液、稀硫酸或盐酸,故答案为:NaOH溶液;稀硫酸或盐酸;
(3)a.同主族元素,从上到下,金属性增强,所以锗、锡、铅的金属性依次增强,则其对应最高价氧化物的水化物的碱性依次增强,碱性:Ge(OH)4<Sn(OH)4<Pb(OH)4,故a正确;b.同主族从上到下金属性增强,所以锗、锡、铅的金属性依次增强,故b错误;c. 同主族元素,从上到下,原子半径逐渐增大,所以锗、锡、铅的原子半径依次增大,故c正确;故选ac。
【题目】Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3 , 还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下:
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下列说法不正确的是( )
A.“酸浸”后,若钛主要以TiOCl42-形式存在,则相应反应的离子方程式可表示为:FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++TiOCl42-+2H2O
B.若Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,则其中过氧键的数目为3个
C.“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式可表示为:2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
2LiFePO4+H2O↑+3CO2↑
D.TiO2 · xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示:
温度/ ℃ | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
| 92 | 95 | 97 | 93 | 88 |
可知,40 oC前,未达到平衡状态,随着温度升高,转化率变大;40 oC后,H2O2分解加剧,转化率降低