专题十一 第七讲 主族金属——镓、铟、铊及其化合物（含解析）2026届高中化学大一轮复习讲义

中小学教育资源及组卷应用平台
镓、铟、铊及其化合物
【核心知识梳理】
1．镓、铟、铊的原子结构
原子符号 31Ga 49In 81Tl
电子排布式 [Ar]3d104s24p1 [Kr]4d105s25p1 [Xe]4f145d106s26p1
原子结构示意图
价层电子排布图(轨道表示式)
价层电子排布式 4s24p1 5s25p1 6s26p1
周期表中的位置 第四周期第ⅢA族 第五周期第ⅢA族 第六周期第ⅢA族
2．镓、铟、铊的单质
(1)物理性质：镓是银白色软金属，熔点为29.7646℃，在人的手掌中就能熔化，而其沸点为2229℃，熔点和沸点之差在所有金属中是最大的。基于这一特点，镓被用来制造测量高温的温度计。铟、铊的物理性质和镓近似
(2)化学性质
①镓、铟和铊3种金属都能与非氧化性酸反应
2Ga＋3H2SO4(稀)===Ga2(SO4)3＋3H2↑
2In＋3H2SO4(稀)===In2(SO4)3＋3H2↑
2Tl＋3H2SO4(稀)===Tl2(SO4)3＋3H2↑
②镓、铟和铊3种金属都能与氧化性酸反应，Ga、In被氧化到＋3价，Tl只被氧化到＋1价
Ga＋6HNO3(浓)===Ga(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O
In＋6HNO3(浓)===In(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O
Tl＋2HNO3(浓)===InNO3＋NO2↑＋H2O
③Ga与铝类似，具有两性，金属性弱于铝，既可以与酸反应，也可以与碱反应
2Ga＋2NaOH＋6H2O===2Na[Ga(OH)4]＋3H2↑
④常温下，镓与铟表面存在氧化层，导致其化学性质不活泼
⑤镓、铟和铊与F2反应剧烈，与Cl2、Br2、I2及P，S等反应较慢，有的反应需要加热
3．镓、铟和铊的氧化物和氢氧化物
镓、铟和铊的氢氧化物均不稳定，且按镓、铟、铊的顺序稳定性下降。这些氧化物均易脱水，生成氧化物
(1)Ga(OH)3、In(OH)3微热时脱水，生成氧化物：2M(OH)3M2O3＋3H2O (M＝Ga或In)
(2)Tl(OH)3不稳定到几乎不能存在，向TlCl3溶液中加入强碱，将直接生成Tl2O3沉淀
2TlCl3＋6NaOH===Tl2O3↓＋6NaCl＋3H2O
(3)Tl2O3棕色的受热熔化后发生分解，产物是黑色的Tl2O：Tl2O3Tl2O＋O2↑
(4)Al2O3和Al(OH)3属于典型的两性化合物，而Ga2O3和Ga(OH)3为两性偏酸性。在铝、镓、铟、铊的氢氧化物中，Ga(OH)3酸性最强，比Al(OH)3强，Ga(OH)3可溶于NH3·H2O，而Al(OH)3不溶于NH3·H2O
Ga(OH)3＋3OH－===[Ga(OH)6]3－
(5)In2O3和In(OH)3几乎无两性表现，In2O3溶于酸，但不溶于碱
(6)TlOH尽管的碱性不如KOH强，但仍不失为强碱
(7)镓、铟和铊的氢氧化物(M(OH)3)虽然极不稳定，但它们在水中的溶解度却相当小，其Ksp数量级均在10－44～10－46，可见比Al(OH)3还难溶
4．Tl(Ⅲ)的化合物
(1)Tl(Ⅲ)是较强氧化剂，具有较强的氧化性，可以将许多物质氧化
Tl2(SO4)3＋4FeSO4===Tl2SO4＋2Fe2(SO4)3
Tl(NO3)3＋SO2＋2H2O===TlNO3＋H2SO4＋2HNO3
Tl(NO3)3＋3KI===3KNO3＋TlI↓＋I2↓
(2)由于Tl(Ⅲ)的氧化性强，TlBr3、TlI3难于存在。TlCl3也不稳定，受热时易分解成白色的TlCl
TlCl3TlCl＋Cl2↑
4．Tl(I)的化合物
(1)Tl(I)遇到强氧化剂时可以被氧化成Tl(Ⅲ)
①硝酸亚铊可以被氯气流氧化成硝酸铊和氯化铊：3TlNO3＋3Cl2===Tl(NO3)3＋2TlCl3
②TlCl的悬浊液在氯气流下加热，冷却后生成白色针状结晶水合氯化铊：TlCl＋Cl2＋4H2OTlCl3 4H2O
③H2O2也可以将Tl(I)氧化成Tl2O3
(2)硫酸亚铊溶液中加入NaCl，将生成TlCl沉淀：Tl2SO4＋2NaCl===TlCl↓＋Na2SO4
(3)硫酸亚铊溶液中加入NaHS，将生成黑色Tl2S沉淀：Tl2SO4＋NaHS===Tl2S↓＋NaHSO4
(4)向亚铊盐溶液中加入强碱，虽然可以生成TlOH，但TlOH受热时很容易分解
2Tl2SO4＋2NaOH===TlOH↓＋Na2SO4
2TlOHTl2O＋H2O
(5)TlCl在水中溶解度很小，但可以溶于硫酸，生成硫酸氢亚铊：TlCl＋H2SO4===TlHSO4＋3HCl，TlCl连同其他卤化铊对于光很敏感，见光将其分解成单质
5．镓与铟的制备
(1)因为镓常与铝、锌、锗等金属混在一起，所以可在提取出这些金属之后的废料中提取。例如，由铝矾土矿制备Al2O3的工艺流程中，铝酸盐溶液经CO2酸化后分离出Al(OH)3沉淀的母液富集了镓。将母液再次经CO2酸化后便可得到富集的Ga(OH)3，使之溶于碱再进行电解即可得到单质镓
Ga(OH)3＋OH－===Ga(OH)，Ga(OH)＋3e－===Ga＋4OH－
(2)铟的制备方法是将提取过的闪锌矿残渣用硫酸浸取，酸浸取液经中和后投入锌片，铟就沉积在锌片上，用极稀的硫酸溶去锌，将不溶杂质溶于硝酸，再加入BaCO3，便沉淀出氧化铟，在高温下用氢气还原制得金属铟
【巩固练习】
1．Ga(镓)的稳定同位素Ga和Ga是显示地表风化过程的一种指示剂。下列说法不正确的是( )
A．Ga和Ga的化学性质不相同 B．可用质谱法区分Ga和Ga
C．位于元素周期表中第四周期、第ⅢA族 D．的第一电离能大于K的第一电离能
2．近年来我国科技研究取得重大成就，科技创新离不开化学。下列相关叙述正确的是( )
A．量子通信材料螺旋碳纳米管TEM与石墨烯互为同位素
B．中国空间站太阳翼使用氮化镓(GaN)半导体材料，GaN属于新型金属材料
C．可再生生物降解餐具的成分为聚乳酸(PLA)，PLA属于有机高分子材料
D．华为Mate60pro手机的CPU基础材料是SiO2
3．从砷化镓废料(主要成分为GaAs、Fe2O3、SiO2和CaCO3)中回收镓和砷的工艺流程如图所示。下列说法错误的是( )
A．“碱浸”时，温度保持在70℃的目的是提高“碱浸”速率，同时防止H2O2过度分解
B．滤渣Ⅲ的主要成分是H2SO4
C．“旋流电积”所得“尾液”溶质主要是H2SO4，可进行循环利用，提高经济效益
D．得到Na3AsO4 12H2O的操作为直接蒸干
4．用“H2SO4浸出一萃取”法从铅烟灰(主要含有In2O3，还含有PbO和SiO2杂质)中回收单质铟(In)的生产工艺流程如图所示。
已知：I．“萃取”反应：In2(SO4)3＋6(HA)2(有机液)2In(HA2)3(有机液)＋3H2SO4
II．“反萃”反应：In(HA2)3(有机液)＋4HCl3(HA)2(有机液)＋HInCl4
下列说法正确的是( )
A．“高温酸浸”时，用浓盐酸代替稀硫酸可提高酸浸速率
B．“萃取”时，等量的萃取剂一次萃取和分多次萃取的效率相同
C．“反萃”时，适当增加盐酸的浓度可提高铟的反萃取率
D．“置换”时，得到海绵铟的化学方程式为：Zn＋2HInCl4===ZnCl2＋H2↑＋2InCl3
5．铟(In)是一种稀有贵金属，广泛应用于航空航天、太阳能电池等高科技领域。从铜烟灰酸浸渣(主要含PbO、FeAsO4 2H2O、In2O3)中提取铟的工艺流程如图：
下列说法错误的是( )
A．整个流程中可循环利用的物质是萃余液
B．亚铁离子在萃取剂中的溶解度大于水中的溶解度
C．“水浸”所得浸渣中还含有PbSO4
D．“还原铁”时发生反应的离子方程式为：2Fe3+＋S2O===2Fe2+＋S4O
6．(2024·广东卷)镓(Ga)在半导体、记忆合金等高精尖材料领域有重要应用。一种从电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)中提取镓及循环利用铝的工艺如下
工艺中，LAEM是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。用LAEM提取金属离子Mn+的原理如图。已知：
①pKa(HF)＝3.2
②Na3[AlF6](冰晶石)的Ksp＝4.0×10－3
③浸取液中，Ga(III)和Fe(III)以[MClm](m—3) (m＝0～4)微粒形式存在，Fe2＋最多可与2个Cl－配位，其他金属离子与Cl－的配位可忽略
(1)“电解”中，反应的化学方程式为___________________________________
(2)“浸取”中，由Ga3＋形成[GaCl4]－的离子方程式为____________________________________________
(3)“还原”的目的：避免_______元素以_______(填化学式)微粒的形式通过LAEM，从而有利于Ga的分离。
(4)“LAEM提取”中，原料液的Cl－浓度越_______，越有利于Ga的提取；研究表明，原料液酸度过高，会降低Ga的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向I室中加入_______(填化学式)，以进一步提高Ga的提取率。
(5)“调pH”中，pH至少应大于_______，使溶液中c(F－)＞c(HF)，有利于[AlF6]3－配离子及Na3[AlF6]晶体的生成。若“结晶”后溶液中c(Na＋)＝0.1 mol·L－1，则[AlF6]3－浓度为_______mol·L－1
(6)一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比Co∶Ga∶Ni＝_______，其立方晶胞的体积为______nm3
7．(2023·湖南卷)(15分)超纯Ga(CH3)3是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯Ga(CH3)3方面取得了显著成果，工业上以粗镓为原料，制备超纯Ga(CH3)3的工艺流程如下：
已知：①金属Ga的化学性质和相似，Ga的熔点为29.8℃
②Et2O (乙醚)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作为配体
③相关物质的沸点：
物质 Ga(CH3)3 Et2O CH3I NR3
沸点/℃ 55.7 34.6 42.4 365.8
回答下列问题：
(1)晶体Ga(CH3)3的晶体类型是______________________
(2)“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在40～45℃的原因是______________________________，阴极的电极反应式为_______________________________________
(3)“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的产物还包括MgI2和CH3MgI，写出该反应的化学方程式________________
(4)“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是_______
(5)下列说法错误的是_______
A．流程中Et2O得到了循环利用
B．流程中，“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行
C．“工序X”的作用是解配Ga(CH3)3(NR3)，并蒸出Ga(CH3)3
D．用核磁共振氢谱不能区分Ga(CH3)3和CH3I
(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)不能制备超纯Ga(CH3)3，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯Ga(CH3)3的理由是_____________________________________
(7)比较分子中的C－Ga－C键角大小：Ga(CH3)3_______ Ga(CH3)3(Et2O) (填“＞”、“＜”或“＝”)，其原因是____________________________
8．(2021 湖北卷)废旧太阳能电池CIGS具有较高的回收利用价值，其主要组成为CuIn0.5Ga0.5Se2。某探究小组回收处理流程如下：
回答下列问题：
(1)硒（Se）与S为同族元素，Se的最外层电子数为_______________；镓（Ga）和铟（In）位于周期表第三主族，CuIn0.5Ga0.5Se2中Cu的化合价为_______
(2) “酸浸氧化”发生的主要氧化还原反应的化学方程式为_____________________________________________
(3)25℃时，已知：Kb(NH3·H2O)＝2.0×10－5，Ksp[Ga(OH)3]＝1.0×10－35，Ksp[In(OH)3]＝1.0×10－33，Ksp[Cu(OH)2]＝1.0×10－20，浸出液中c(Cu2+)＝0.01 mol·L－1。当金属阳离子浓度小于1.0×10－5 mol·L－1时完全沉淀，In3+恰好完全沉淀时溶液的pH约为___(保留一位小数)；若继续加入6.0mol/L氨水至过量，观察到的实验现象是先有蓝色沉淀，然后________；为探究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，计算反应Ga(OH)3(s)＋NH3·H2O[Ga(OH)4]－＋NH4+的平衡常数K＝_______；(已知Ga3+＋4OH－[Ga(OH)4]－ K′=1.0×1034)
(4)“滤渣”与SOCl2混合前需要洗涤、干燥，检验滤渣中SO是否洗净的试剂是________；“回流过滤”中SOCl2的作用是将氢氧化物转化为氯化物和作________________
(5)“高温气相沉积”过程中发生的化学反应方程式为________________________________________
9．从砷化镓废料(主要成分为GaAs，含Fe2O3、SiO2和CaCO3等杂质)中回收镓和砷的工艺流程如图所示：
已知：Ga(OH)3是两性氢氧化物。回答下列问题：
(1)写出Ga(OH)3的电离方程式：________________________________________
(2)“浆化”过程将砷化镓废料转变为悬浊液，目的是__________________________________
(3)“碱浸”过程，砷化镓转化为NaGaO2和Na3AsO4，该反应的离子方程式为______________________________
(4)“电解”时，阴极放电的电极反应式为____________________________。
(5)向“调pH”后得到的滤液中加入足量NaOH溶液，使pH大于12，经______________、降温结晶、过滤、洗涤、________后得到Na3AsO4·12H2O
10．GaN是制造微电子器件，光电子器件的新型半导体材料。综合利用炼锌矿渣{主要含铁酸镓[Ga2(Fe2O4)3]、铁酸锌(ZnFe2O4)，还含少量Fe及一些难溶于酸的物质}获得金属盐，并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓(GaN)，部分工艺流程如图
已知：①Fe2O在酸性条件下不稳定，易转化为Fe3+
②常温下，“浸出液”中的金属离子对应的氢氧化物的溶度积常数如下表，离子浓度小于1×10－5 mol·L－1时可视为沉淀完全
氢氧化物 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Zn(OH)2 Ga(OH)3
Ksp 4.9×10－17 2.8×10－39 1.8×10－14 8.0×10－32
③lg2≈0.3，lg5≈0.7
回答下列问题：
(1)为提高浸出率，可采取的措施为________(填标号)
a．将矿渣粉碎 　 b．降低温度 　 c．把稀硫酸换成浓硫酸 　d．延长浸出时间
(2)已知纤锌矿结构的GaN晶胞结构与金刚石结构类似，则该种GaN晶体的类型为______________，基态Ga原子价层电子的轨道表示式为________________
(3)与稀硫酸反应的化学方程式为________________________
(4)“调pH”时需调节溶液pH的最小值为________________
(5)检验“滤液1”中是否含有的试剂为________(填名称)
(6)电解反萃取液(溶质为GaAlO2)制粗镓的装置如图所示，阳极的电极反应式为________________
11．从某铋(Bi)、锌的冶炼厂的高铟烟灰(主要含ZnO、Bi2O3、Fe2O3、SnO2、In2O3)中提取铟和铋的流程如图：
已知：SnO2不溶于稀硫酸；NaBiO3难溶于水
回答下列问题：
(1)“滤液1”中含有的金属阳离子有_______(填离子符号)
(2)“酸浸”过程中使用稀硫酸而不用75%的)H2SO4溶液，其原因是___________________________________
(3)“酸溶”生成的(BiO)2SO4中，Bi元素的化合价为_______
(4)“转化2”时发生反应的化学方程式为___________________________________
(5)“系列操作”的流程如下：
已知：“萃取”时发生反应：Mn+(金属阳离子)＋H2A2(有机液)M(HA2)n(有机液)＋nH+；In3+与Al3+相似，易水解
①试剂X的名称为______________，“萃取”和“反萃取”的目的是______________
②关于虚线框内的实验步骤，下列说法正确的是______________(填标号)
A．可以提高InCl3溶液的浓度
B．烧碱溶液可用纯碱溶液代替
C．需用到分液漏斗、烧杯、玻璃棒等仪器
(6)a kg的高铟烟灰经上述流程后，得到NaBiO3质量分数为w的产品b g，则高铟烟灰中Bi的百分含量为______(用含a、b、w的计算式表示)
【镓、铟、铊及其化合物】答案
1．A。解析：A．Ga和Ga为同位素，化学性质几乎完全相同，但物理性质有所差异，故A错误；B．质谱法可以测相对分子量，由于同位素的相对质量不同，可用质谱法区分Ga和Ga，故B正确；C．Ga位于元素周期表第四周期第IIIA族，故C正确；D．同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，Ga的第一电离能大于K的第一电离能，故D正确；故选：A。
2．C。解析：A．碳纳米管TEM与石墨烯都是碳元素组成的单质，二者互为同素异形体，A不正确；B．金属材料包括金属及合金，氮化镓(GaN)半导体材料中，GaN属于新型无机非金属材料，B不正确；C．聚乳酸(PLA)为有机高分子化合物，则PLA属于有机高分子材料，C正确；D．手机的CPU基础材料是Si，SiO2用于生产光导纤维，D不正确；故选C。
3．D。解析：A．“碱浸”时，温度保持在70℃可以提高“碱浸”速率，同时防止温度过高过氧化氢分解，故A正确；B．根据流程分析可知，SiO2碱浸时发生反应生成SiO进入溶液，加入H2SO4后又反应生成H2SO4，而Ga元素又溶于过量的硫酸，所以滤渣Ⅲ主要为H2SO4，故B正确；C．“旋流电积”时，Ga2(SO4)3溶液电解生成Ga、O2和H2SO4，所以“尾液”溶质主要是H2SO4，可进行循环利用，故C正确；D．因滤液中有其他物质，直接蒸干会有杂质，且会脱结晶水，故D错误；答案选D。
4．C。解析：A．二氧化锰与浓盐酸加热生成氯气，且高温会造成大量的HCl挥发造成损失，不能提高酸浸速率，A错误；B．每一次萃取都是按照一定比例进行的溶质分配，所以多次萃取的效率更高，B错误；C．“反萃”时，适当增加盐酸的浓度，平衡In(HA2)3(有机液)＋4HCl3(HA)2(有机液)＋HInCl4正向移动，可提高铟的反萃取率，C正确；D．“置换”时锌与HInCl4反应产生In单质而不是氢气，发生反应的化学方程式为
3Zn＋2HInCl4===3ZnCl2＋2HCl＋2In，D错误；综上所述答案为C。
5．B。解析：A．由流程可知萃余液中主要成分为硫酸，可循环利用，A正确；B．萃取剂加入亚铁离子进入水层，所以得出亚铁离子在萃取剂中溶解度小于水中溶解度，故B错误；C．PbO与H2SO4反应生成难溶于水的PbSO4，C正确；D．根据还原铁的信息，可知铁离子转化为亚铁离子、S2O转化为S4O，反应为：2Fe3+＋S2O===2Fe2+＋S4O，D正确。
故答案选B。
6．(1)2Al2O34Al＋3O2↑
(2)Ga3+＋4Cl－===[GaCl4]－
(3)铁 [FeCl6]3－
(4)高 NaCl
(5)3.2 4.0×10－7
(6)2∶1∶1 8a3
解析：电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca等元素)进行焙烧，金属转化为氧化物，焙烧后的固体加入盐酸浸取，浸取液加入铝片将Fe3+进行还原，得到原料液，原料液利用LAEM提取，[GaCl4]-通过交换膜进入II室并转化为Ga3+，II室溶液进一步处理得到镓，I室溶液加入含F-的废液调pH并结晶得到NaAlF6晶体用于电解铝；
(1)“电解”是电解熔融的氧化铝冶炼铝单质，反应的化学方程式为2Al2O34Al＋3O2↑；
(2)“浸取”中，由Ga3+形成[GaCl4]-的离子方程式为Ga3+＋4Cl－===[GaCl4]－；
(3)由已知，浸取液中，Ga(III)和Fe(III)以[MClm](m-3)(m=0~4)微粒形式存在，为了避免铁元素以[FeCl6]3-的微粒形式通过LAEM，故要加入铝片还原Fe3+，从而有利于Ga的分离；
(4)“LAEM提取”中，原料液的Cl-浓度越高，更有利于生成[GaCl4]-的反应正向移动，更有利于Ga的提取，在不提高原料液酸度的前提下，同时不引入新杂质，可向I室中加入NaCl，提高Cl-浓度，进一步提高Ga的提取率；
(5)由pKa(HF)=3.2，Ka(HF)==10-3.2，为了使溶液中c(F-)>c(HF)，c(H+)=×10-3.2<10-3.2mol/L，故pH至少应大于3.2，有利于[AlF6]3-配离子及Na3[AlF6]晶体的生成，若“结晶”后溶液中c(Na+)=0.10mol L-1，根据Na3[AlF6](冰晶石)的Ksp为4.0×10-10，[AlF6]3-浓度为=4.0×10-7mol L-1；
(6)合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元，取Ga为晶胞顶点，晶胞面心也是Ga，Ni处于晶胞棱心和体心，Ga和Ni形成类似氯化钠晶胞的结构，晶胞中Ga和Ni形成的8个小正方体体心为Co，故晶胞中Ga、Ni个数为4，Co个数为8，粒子个数最简比Co:Ga:Ni=2:1:1，晶胞棱长为两个最近的Ga之间（或最近的Ni之间）的距离，为2a nm，故晶胞的体积为8a3nm。
7．(1)分子晶体
(2) 保证Ga为液体，便于纯Ga流出 Ga3+＋3eˉ＝Ga
(3)8CH3I＋2Et2O＋Ga2Mg5===2Ga(CH3)3(Et2O)＋3 MgI2＋2CH3MgI
(4)CH4
(5)D
(6)NR3沸点较高，易与Ga(CH3)3分离，Et2O的沸点低于Ga(CH3)3，一起气化，难以得到超纯Ga(CH3)3
(7)> Ga(CH3)3中Ga为sp2杂化，所以为平面结构，而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga为sp3杂化，所以为四面体结构，故夹角较小
解析：以粗镓为原料，制备超纯Ga(CH3)3，粗Ga经过电解精炼得到纯Ga，Ga和Mg反应生产Ga2Mg5，Ga2Mg5和CH3I、Et2O反应生成Ga(CH3)3(Et2O)、MgI2和CH3MgI，然后经过蒸发溶剂、蒸馏，除去残渣MgI2、CH3MgI，加入NR3进行配体交换、进一步蒸出得到超纯Ga(CH3)3，Et2O重复利用。(1)晶体Ga(CH3)3的沸点较低，晶体类型是分子晶体；(2)电解池温度控制在40～45℃可以保证Ga为液体，便于纯Ga流出；粗Ga在阳极失去电子，阴极得到Ga，电极反应式为Ga3+＋3eˉ＝Ga；(3)“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的产物还包括MgI2和CH3MgI，该反应的化学方程式8CH3I＋2Et2O＋Ga2Mg5===2Ga(CH3)3(Et2O)＋3 MgI2＋2CH3MgI；(4)“残渣”含CH3MgI，经纯水处理，能产生可燃性气体CH4；(5)A项，流程中Et2O得到了循环利用，A正确；B项， Ga(CH3)3(Et2O)容易和水反应，容易被氧化，则流程中，“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行，B正确；C项， “配体交换”得到Ga(CH3)3(NR3)，“工序X”先解配Ga(CH3)3(NR3)后蒸出Ga(CH3)3，C正确；D项，二者甲基的环境不同，核磁共振氢谱化学位移不同，用核磁共振氢谱能区分Ga(CH3)3和CH3I，D错误；故选D；(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2O)时由于Et2O的沸点较低，与Ga(CH3)3一起蒸出，不能制备超纯Ga(CH3)3，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯Ga(CH3)3的理由是，根据题给相关物质沸点可知，NR3沸点远高于Ga(CH3)3，与Ga(CH3)3易分离；(7)分子中的C-Ga-C键角Ga(CH3)3> Ga(CH3)3(Et2O)，其原因是Ga(CH3)3中Ga为sp2杂化，所以为平面结构，而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga为sp3杂化，所以为四面体结构，故夹角较小。
8．(1)6 ＋1
(2)Cu2O＋H2O2＋2H2SO4==2CuSO4＋3H2O
(3)4.7 蓝色沉淀溶解，溶液变为深蓝色 2.0×10－6
(4)HCl溶液、BaCl2溶液 溶剂
(5)GaCl3＋NH3GaN＋3HCl
解析：⑴Se与S同主族，故其最外层有6个电子。Se为VIA组元素，化合价为—2，Ga与In同为IIIA组元素，化合价均为+3，根据化合价规则可求得Cu的化合价为+1； ⑵该化合物中Ga和In元素均处于最高价态，高温焙烧时Se元素转化为SeO2，则酸浸氧化时H2O2氧化+1价的Cu，高温焙烧时Cu转化为更为稳定的Cu2O，故酸浸氧化时发生的主要氧化还原反应为：Cu2O+H2O2+2H2SO4==2CuSO4+3H2O； ⑶根据Ksp[In(OH)3]=c(In3+)·c3(OH—)可求得当In3+完全沉淀时溶液的c(OH—)=1.0×10—(28/3)，进而求得pH=4.7.若继续加入6.0mol/L氨水至过量，先生成蓝色Cu(OH)2沉淀，然后蓝色沉淀溶解，得到深蓝色溶液Cu(NH3)42+。将Ga(OH)3(s)Ga3+(aq)+3OH—(aq)、Ga3++3OH—[Ga(OH)4]—、NH3·H2ONH4++OH—三个反应叠加可以得到Ga(OH)3(s)+NH3·H2O[Ga(OH)4]—+NH4+，则该平衡常数K=Ksp[Ga(OH)3]·K′·Kb=1.0×10—35×1.0×1034×2.0×10—5=2.0×10—6； ⑷加氨水的目的是沉淀溶液中的Ga3+、In3+，得到的滤液I主要含有(NH4)2SO4、Cu(NH3)4SO4，检验滤渣中SO是否洗净，可加入盐酸酸化的BaCl2溶液。SOCl2与体系中少许的H2O生成HCl和SO2，故能将氢氧化物转化为氯化物，同时将滤渣进行分散，让反应得以充分进行，故作溶剂作用；⑸高温气相沉积时GaCl3和NH3反应生成GaN，同时得到HCl：GaCl3+NH3GaN+3HCl。
9．(1)H2O＋H＋＋GaOGa(OH)3Ga3＋＋3OH－
(2)增大固液接触面积，提高碱浸速率
(3)GaAs＋4OH－＋4H2O2===GaO＋AsO＋6H2O
(4)Ga3＋＋3e－===Ga　
(5)蒸发浓缩(或加热浓缩)　低温干燥
解析：
10．(1)ad
(2)共价晶体
(3)ZnFe2O4＋4H2SO4===ZnSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O
(4)5.3
(5)硫氰化钾
(6)2H2O－4e－＋4CO＝O2↑＋4HCO
解析：(1)为提高浸出率，可采取的措施有粉碎矿渣，延长浸出时间，故选ad；
(2)金刚石为共价晶体，GaN晶胞结构与金刚石结构类似，则该种GaN晶体的类型为共价晶体；Ga为31号元素，则基态Ga原子价层电子的轨道表示式为；
(3)根据化合物中各元素化合价代数和为0可知，铁元素的化合价为+3价，ZnFe2O4与稀硫酸反应生成硫酸锌、硫酸铁和水，反应的化学方程式为ZnFe2O4＋4H2SO4===ZnSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O；
(4)调节pH，沉淀铁离子和Ga3+，滤液1中含有锌离子，，c(OH-)=mol/L，c(H+)=5×10-6，pH=6-lg5=5.3，则“调pH”时需调节溶液pH的最小值为5.3；
(5)Fe3+遇到硫氰根离子显红色，则检验“滤液1”中是否含有Fe3+的试剂为硫氰化钾；
(6)由图可知，阳极水失去电子生成氧气同时生成碳酸氢根离子，则阳极的电极反应式为：2H2O－4e－＋4CO＝O2↑＋4HCO；
11．(1)Zn2+和Al3+
(2)用75%的硫酸会使SnO2溶解，达不到与ZnO、Fe2O3分离的目的
(3)＋3
(4)BiCl3＋4NaOH＋NaClO===NaBiO3↓＋4NaCl＋2H2O
(5)盐酸 选择性除去锡离子，提纯铟离子，后续可以得到高纯度的铟产品 AB
(6) ×100%
解析：(1)由分析可知，滤液1中的阳离子有Fe3+和Zn2+；
(2)由题给已知SnO2 不溶于稀硫酸，若用75%的硫酸则使SnO2溶解，达不到与ZnO、Fe2O3分离的目的；
(3)“酸溶”生成的(BiO)2SO4中，Bi元素的化合价为＋3价；
(4)“转化2”时发生反应为氯化铋与氢氧化钠、次氯酸钠转化为NaBiO3，反应化学方程式为：BiCl3＋4NaOH＋NaClO===NaBiO3↓＋4NaCl＋2H2O；
(5)①要使萃取平衡逆向移动且不能引入新的阴离子，则实际X为盐酸；②“萃取”和“反萃取”的目的是：选择性除去锡离子，提纯铟离子，后续可以得到高纯度的铟产品；③A．先将铟转化为沉淀再加盐酸溶解，可以起到富集铟的作用，提高InCl3溶液的浓度，A正确 B．纯碱也可以沉淀铟，所以可以用烧碱溶液代替纯碱溶液，B正确；C．该过程涉及到过滤，不需要用到分液漏斗，C错误；故选AB。
(6)Bi的质量为 g，则高铟烟灰中Bi的百分含量为 ×100%。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)