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．工业上利用锌焙砂（主要含ZnO、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        。

（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      。

（6）净化II中加入Zn的目的是      。

Answer

Ⅰ（1）第四周期第IIIA族

（2）2Ga + 2NH32GaN + 3H2

（3）ACD

Ⅱ（4）ZnFe2O4 + 4H2SO4ZnSO4 + Fe2（SO4）3 + 4H2O

（5）Fe（OH）3胶粒具有吸附性

（6）使Cu2+、Ni2+转化为Cu、Ni而除去

【解析】

试题分析：（1）Ga在元素周期表中的位置是第四周期第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 + 2NH32GaN + 3H2

（3）镓与铝同主族且相邻，化学性质与铝相似，所以可以考虑铝的反应，铝可以和酸反应也可以和碱反应，氢氧化铝可以受热分解，氧化铝可以和氢氧化钠反应得到偏铝酸钠，ACD正确

（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。

（5）由于生成的Fe（OH）3胶体（沉淀）具有吸附性，所以净化Ⅰ生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质。

（6）由于锌焙砂中含有CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物，反应后溶液中存在铜离子，没有净化Ⅱ操作，电解制取的锌中会含有铜等杂质，

考点：制备实验方案的设计