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

Question

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___．
（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___．
（3）下列有关镓和镓的化合物的说法正确的是___（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．甲、乙都是二元固体化合物，将32g甲的粉末加入足量浓硝酸并加热，完全溶解得蓝色溶液，向该溶液中加入足量Ba（NO₃）₂溶液，过滤、洗涤、干燥得沉淀46.6g；滤液中再滴加NaOH溶液，又出现蓝色沉淀．含乙的矿石自然界中储量较多，称取一定量乙，加入稀盐酸使其全部溶解，溶液分为A、B两等份，向A中加入足量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤、灼烧得红棕色固体28g，经分析乙与红棕色固体的组成元素相同，向B中加入8.0g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体1.6g．
（1）32g甲在足量浓硝酸中反应转移的电子数为___；甲在足量氧气中充分灼烧的化学方程式为___
（2）乙的化学式___；稀硫酸溶解乙的化学方程式为___
（3）将甲在足量氧气中充分灼烧的气体产物通入一定量A溶液中，该反应的离子方程式为___，设计实验证明此步反应后的溶液中金属元素的化合价___．

Answer 1

（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；
Ga和NH₃在高温条件下反应生成GaN和氢气，反应为2Ga+2NH₃(高温.)/()2GaN+3H₂，故答案为：2Ga+2NH₃(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．将32g甲的粉末加入足量浓硝酸并加热，完全溶解得蓝色溶液，向该溶液中加入足量Ba（NO₃）₂溶液，过滤、洗涤、干燥得沉淀46.6g，该沉淀为硫酸钡，其物质的量为：(46.6g)/(233g/mol)=0.2mol，根据质量守恒可知甲中含有0.2molS原子；滤液中再滴加NaOH溶液，又出现蓝色沉淀，该蓝色沉淀为氢氧化铜，说明甲中含有Cu离子，32g甲中含有铜元素的物质的量为：(32g-32g/mol×0.2mol)/(64g/mol)=0.4mol，则甲的化学式为：Cu₂S；
含乙的矿石自然界中储量较多，称取一定量乙，加入稀盐酸使其全部溶解，溶液分为A、B两等份，向A中加入足量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤、灼烧得红棕色固体28g，该红棕色固体为Fe₂O₃，氧化铁含有铁元素的物质的量为额：(28g)/(160g/mol)×2=0.35mol，可能为铁离子和亚铁离子的混合物；经分析乙与红棕色固体的组成元素相同，则乙中含有Fe、O元素；向B中加入8.0g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体1.6g，反应消耗铜的物质的量为：(8.0g-1.6g)/(64g/mol)=0.1mol，根据反应2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺可知，0.1mol铜完全反应消耗0.2molFe³⁺；所以乙与盐酸反应生成的为0.2molFe³⁺、0.15molFe²⁺，铁的平均化合价为：(0.2mol×3+0.15mol×2)/(0.35mol)=(18)/(7)，则乙的化学式为：Fe₇O₉，
（1）甲为Cu₂S，32gCu₂S的物质的量为：(32g)/(160g/mol)=0.2mol，浓硝酸足量，Cu元素从+1转化成+2价、硫元素从-2转化成+6价，则反应中失去电子总物质的量为：0.2mol×2×（2-1）+0.2mol×[6-（-2）]=2mol，反应转移电子总数为2N_A；甲在足量空气中灼烧生成氧化铜、二氧化硫气体，反应的化学方程式为：Cu₂S+2O₂(△.)/()2CuO+SO₂，
故答案为：2N_A；Cu₂S+2O₂(△.)/()2CuO+SO₂；
（2）根据分析可知，乙的化学式为：Fe₇O₉；稀硫酸与乙反应的化学方程式为：9H₂SO₄+Fe₇O₉=3FeSO₄+2Fe₂（SO₄）₃+9H₂O，
故答案为：Fe₇O₉；9H₂SO₄+Fe₇O₉=3FeSO₄+2Fe₂（SO₄）₃+9H₂O；
（3）甲在足量氧气中充分灼烧的气体产物是二氧化硫，A中含有铁离子，二氧化硫和铁离子发生氧化还原反应生成亚铁离子和硫酸根离子，离子方程式为SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，向溶液中加入强氧化剂将亚铁离子氧化为铁离子，然后用KSCN检验铁离子，所以其检验方法为：取反应后的溶液两份于试管中，向一份中加入酸化的KMnO₄溶液，若褪色，则含有+2价铁，向另一份中加入KSCN溶液，若出现血红色溶液，则含有+3价铁，
故答案为：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；取反应后的溶液两份于试管中，向一份中加入酸化的KMnO₄溶液，若褪色，则含有+2价铁，向另一份中加入KSCN溶液，若出现血红色溶液，则含有+3价铁．