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金属镓是广泛用于电子工业和通讯领域的重要金属,化学性质与铝元素相似。

(1)工业上提纯镓的方法很多,其中以电解精炼法为多。具体原理如下:以待提纯的粗镓(内含Zn、Fe、Cu杂质)为阳极,以高纯镓为阴极,以NaOH水溶液为电解质溶液。在电流作用下使粗镓在阳极溶解进入电解质溶液,并通过某种离子迁移技术到达阴极并在阴极放电析出高纯镓。
①已知离子氧化性顺序为Zn²⁺³⁺²⁺²⁺。电解精炼镓时阳极泥的成分是_______。
②GaO₂^-在阴极放电的电极方程式是__________________________。
(2)工业上利用固态Ga与NH₃高温条件下合成固体半导体材料氮化镓(GaN)同时又有氢气生成。反应中每生成3 mol H₂时就会放出30.8 kJ热量。
①该反应的热化学方程式为__________________________。
②一定条件下,加入一定量的Ga与NH₃进行上述反应,下列叙述符合事实且可作为判断反应已达到平衡状态的标志的是_______________。
A.恒温恒压下,混合气体的密度不变
B.断裂3 mol H—H键,同时断裂2 mol N—H键
C.恒温恒压下达平衡后再加入2 mol H₂使平衡移动,NH₃消耗速率等于原平衡时NH₃的消耗速率
D.升高温度,氢气的生成速率先增大再减小

所属分类：化学 (免费栏目) 浏览量： 88 次

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题目解析：

(1)①已知离子氧化性顺序为：Zn2+＜Ga3+＜Fe2+＜Cu2+，则电解精炼镓时阳极是 Zn和 Ga失去电子，而铁和铜变为阳极泥；综上所述，本题答案是：Fe、Cu。②GaO2-在阴极得到电子转化为金属单质，因此放电的电极方程式是：GaO2-+3e-+2H2O═Ga+4OH-；综上所述，本题答案是：GaO2-+3e-+2H2O═Ga+4OH-。
(2)①反应中每生成3molH2时就会放出30.8 kJ 热量，因此该反应的热化学方程式为: 2Ga(s)+2NH3(g)═2GaN(s)+3H2(g) ΔH=-30.8 kJ/mol；综上所述，本题答案是： 2Ga(s)+2NH3(g)═2GaN(s)+3H2(g) ΔH=-30.8 kJ/mol。②A. 密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量是不变的，正反应体积增大，压强不变，因此容积变化，所以恒温恒压下，混合气体的密度不变说明反应达到平衡状态，A正确；B.断裂3molH—H键，同时断裂6molN—H键，说明反应达到平衡状态，B 错误；C. 恒温恒压下达平衡，加入2molH2使平衡移动，由于平衡是等效的，因此NH3的消耗速率等于原平衡时NH3的消耗速率，C正确；D.升高温度，氢气的生成速率先增大再减小，最后不变，D错误；综上所述，本题选AC。

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