锌是一种常用金属，镓（Ga）的化合物氮化镓（GaN）是制造LED的重要材料，被誉为第三代半导体材料．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．

Question

锌是一种常用金属，镓（Ga）的化合物氮化镓（GaN）是制造LED的重要材料，被誉为第三代半导体材料．
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．
（1）Ga的原子结构示意图为___；
（2）GaN可由Ga和NH₃在高温条件下制取，该反应的化学方程式___．
（3）下列有关镓和镓的化合物的说法正确的是___
A．常温下，Ga可与水剧烈反应放出氢气
B．一定条件下，Ga可溶于盐酸和氢氧化钠
C．一定条件下，Ga₂O₃可与NaOH反应生成盐
D．Ga₂O₃可由Ga（OH）₃受热分解得到
II．锌的冶炼方法有火法和湿法．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：

已知：Fe的活泼性强于Ni
（4）ZnFe₂O₄可以写成ZnO•Fe₂O₃，ZnFe₂O₄与H₂SO₄反应的化学方程式为___．
（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___．
（7）常温下，净化I中，如果要使c（Fe³⁺）<10^-5 mol/L，则应控制溶液pH的范围为___．已知：K_sp[Fe（OH）₃]=8.0×10^-38；lg5=0.7．

Answer 1

Ⅰ．（1）Ga的原子序数为31，位于第四周期第ⅢA族，原子结构示意图为，故答案为：；
（2）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）镓与铝同主族且相邻，化学性质与铝相似，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（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，
故答案为：ZnFe₂O₄+4H₂SO₄═ZnSO₄+Fe₂（SO₄）₃+4H₂O；
（5）因为Fe（OH）₃胶粒具有吸附性，则净化I生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，
故答案为：Fe（OH）₃胶粒具有吸附性；
（6）CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物溶于酸转化为金属离子，净化I后除去Fe元素，净化II中加入Zn的目的是使Cu²⁺、Ni²⁺转化为Cu、Ni而除去，
故答案为：使Cu²⁺、Ni²⁺转化为Cu、Ni而除去；
（7）由K_sp[Fe（OH）₃]=8.0×10^-38，要使c（Fe³⁺）<10^-5 mol/L，则c（OH^-）>

3	(8.0×10-38)/(10-5)

=2×10^-11mol/L，c（H⁺）<(10-14)/(2×10-11)=5×10^-4mol/L，所以pH>4-lg5=3.3，故答案为：pH>3.3．