新高考化学一轮复习考点精讲精练第25讲 补充元素：镓、锗、铟、铅、锡及其化合物 讲义（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考化学一轮复习考点精讲精练第25讲 补充元素：镓、锗、铟、铅、锡及其化合物 讲义（2份，原卷版+解析版），共17页。

【知识点1】镓及其化合物
1、镓：元素符号是Ga，原子序数是31，位于元素周期表第4周期第ⅢA族。镓是化学史上第一个先从理论预言，后在自然界中被发现验证的化学元素。1871年，门捷列夫预测元素周期表中铝元素下面有未知元素，原子量大约是68，性质与铝相似。1875年法国化学家布瓦博得朗发现镓并证实该猜想。镓在自然界中分布极少，主要伴生于铝土矿和闪锌矿中。
单质镓是淡蓝色金属，熔点29.76℃，在手心即可熔化变为银白色液体。镓能浸润玻璃，故不宜使用玻璃容器存放。
（1）镓在潮湿空气中易氧化，也可燃烧，在空气中易形成致密氧化膜。
（2）常温下与Cl2、Br2反应：2Ga+3Cl2eq \l(=====)2GaCl3
（3）高温下与O2、S、P、As反应：Ga+Peq \(=====,\s\up7(高温))GaP
（4）室温时跟水反应缓慢，跟沸水反应剧烈生成氢氧化镓放出氢气：2Ga+6H2O2Ga(OH)3+3H2↑
（5）与强酸、强碱都能反应。
2Ga+6HCleq \l(=====)2GaCl3+3H2↑、2Ga + 3H2SO4eq \l(=====) Ga2(SO4)3 + 3H2↑
2Ga+2NaOH+6H2Oeq \l(=====)2Na[Ga(OH)4]+3H2↑
（6）与浓硝酸常温下能反应，不钝化。
Ga+6HNO3(浓) eq \l(=====)Ga(NO3)3+NO2↑+3H2O
2、Ga2O3、Ga(OH)3都有两性，Ga(OH)3能溶于氨水中：Ga(OH)3+NH3·H2Oeq \l(=====)NH4[Ga(OH)4]，而Al(OH)3不溶于NH3·H2O
Ga2O3和Ga(OH)3两性偏酸性：Ga(OH)3+3OH-eq \(=====,\s\up7())[Ga(OH)6]3－。
3、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－eq \l(=====)Ga(OH)4－，Ga(OH)4－+3e－eq \l(=====)Ga + 4OH－。
4、应用
（1）镓能制造半导体氮化镓、砷化镓、磷化镓、锗半导体掺杂元。
（2）纯镓及低熔合金可作核反应的热交换介质。
（3）高温温度计的填充料。
（4）有机反应中作二酯化的催化剂。
【例1】我国超低轨道遥通一体卫星上大量使用砷化镓(GaAs)太阳能电池。下列有关说法正确的是
A．单质的还原性： Ga> AsB．氢化物的稳定性：
C．镓是一种半导体材料D．As原子最多可以得到5个电子达到8电子稳定结构
【答案】A
【详解】A．单质还原性同周期主族元素自左向右逐渐减小，单质还原性：Ga> As，故A正确；
B．非金属性越强，氢化物越稳定，非金属性As”或” 水分子体积小易脱除，极性大易断裂
(3)取少量固体产物于试管中，加过量NaOH溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明产物中有GaN生成
【详解】（1）乙氧基镓熔点为，熔点较低，则为分子晶体；可由镓与乙醇在催化剂作用下反应制备乙氧基镓，结合质量守恒，乙醇中羟基氢会生成氢气，其方程式为；
（2）①乙氧基镓与乙醇中少量的水反应生成纳米溶胶，结合质量守恒，乙氧基与水中氢转化为乙醇，化学方程式；同主族由上而下，金属性增强，非金属性变弱；金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，碱性强弱：>；
②水分子体积小易脱除，且水分子极性大易断裂，导致失水缩聚比失醇缩聚更容易；
（3）金属Ga的化学性质和Al相似，且GaN能溶于强碱溶液，则GaN会在强碱溶液中生成碱性气体氨气，故实验方案为：取少量固体产物于试管中，加过量NaOH溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明产物中有GaN生成。
【例3】镓(Ga)是一种战略性元素，科学家制备了一种日盲紫外响应增强的全光谱异质结自供能光电探测器，其在零偏压下表现出200至850 nm的响应范围，并具备优异的稳定性和成像能力。回答下列问题：
(1)基态Ga原子的价层价电子排布图为 ，该基态原子最高能级的电子云轮廓图形状为 。
(2)已知的熔点为1000°C，而GaCl₃的熔点只有77.9°C，在270°C时，氯化镓异二聚体(Ga₂Cl₆)存在
①和中Ga原子的杂化方式分别为 、 。
②的熔点比高的原因是 。
(3)Ga可与(甲基麦芽酚)形成配合物，该配合物中与Ga形成配位键的原子是 ，1 ml甲基麦芽酚中含有的σ数目为 。
【答案】
(1) 哑铃形(纺锤形)
(2) 为离子晶体而为分子晶体
(3)氧原子
【详解】（1）Ga位于周期表第四周期第IIIA族，所以基态Ga原子的价层电子排布式为4s24p1，排布图为，基态Ga原子最高能级为4p，电子云轮廓图形状为哑铃形(纺锤形)；
（2）①GaCl3分子中Ga原子价层电子对数为=3，孤对电子数为0，所以其杂化方式为sp2，的分子结构为，所以其杂化方式为sp3；②氟化镓为离子晶体，氯化镓为分子晶体，所以氟化镓的熔点比氯化镓的熔点高；
（3）Ga可与(甲基麦芽酚)形成配合物，该配合物中与Ga()形成配位键的原子应该存在孤对电子，所以是氧原子，1 ml甲基麦芽酚中含有的4 ml碳氧键，5ml碳氢键、5ml碳碳键，1 ml氢氧键，所以1 ml甲基麦芽酚中含有的σ数目为。
【例4】实验室用发光二极管(LED)的生产废料(主要成分为难溶于水的GaN，含少量In、Mg金属)制备Ga2O3，过程如下。已知：Ga与In为同族元素，In难溶于NaOH溶液。
Ga2O3纯度测定：称取Ga2O3样品wg，经处理配制成VmL溶液，从中移取V0mL于锥形瓶中，一定条件下，加入V1mLc1ml/LNa2H2Y溶液(此时镓以[GaY]-存在)，再加入PAN作指示剂，用c2ml/L CuSO4标准溶液滴定过量的Na2H2Y，滴定终点为紫红色。
该过程涉及反应：Cu2++H2Y2-=[CuY]2-+2H+
(1)终点时消耗CuSO4溶液V2mL，则Ga2O3纯度为 。(列出计算式)
(2)滴定时会导致所测Ga2O3纯度偏小的情况是______。(填标号)
A．未使用标准溶液润洗滴定管B．称重后样品吸收了空气中水汽
C．终点时滴定管尖嘴内有气泡D．终点读数时仰视滴定管刻度线
【答案】(1)或 (2)AD
【详解】（1）终点时消耗CuSO4溶液V2mL，根据反应Cu2++H2Y2-=[CuY]2-+2H+可知，过量的Na2H2Y的物质的量为：c2V2×10-3ml，则与Ga3+反应的Na2H2Y的物质的量为：(c1V1×10-3- c2V2×10-3)ml，原样品中含有Ga2O3的物质的量为：(c1V1×10-3- c2V2×10-3)ml，则Ga2O3纯度为：==，故答案为： ；
（2）A．未使用标准溶液润洗滴定管，导致标准液的浓度偏小，V2偏大，故导致实验结果偏小，A正确；
B．称重后样品吸收了空气中水汽，对实验结果没有影响，B错误；
C．终点时滴定管尖嘴内有气泡，导致标准液的体积V2偏小，导致实验结果偏大，C错误；
D．终点读数时仰视滴定管刻度线，导致标准液体积V2偏大，故实验结果偏小，D正确；
故选AD。
【例5】氮化镓是一种新型的半导体，常用于紫光的激光二极管(LED)。某小组以废旧薄膜太阳能电池(CIGS)为原料(主要成分为)制备氮化镓，工艺流程如图：
已知：①硒属于氧族元素，镓、铟与铝位于同主族；
②氨水过量时，；
③常温下，，；
④易水解生成盐酸与二氧化硫。
(1)基态原子的价电子轨道表示式为 。
(2)“烧渣”的主要成分是、和，已知：，“调pH过滤”后的“滤渣”主要成分是 (填化学式)。
(3)“回流过滤”中的作用是 (用镓相关的化学方程式表示)“滤液Ⅰ”加入足量烧碱，加热可以制备一种气体，该气体经干燥后可直接用于上述“ ”工序(填名称)。
(4)在一定硫酸和双氧水、固体颗粒不变的条件下，单位时间内“酸浸氧化”率与温度的关系如图甲所示(氧化率等于被氧化的元素质量与该元素总质量之比)。30℃时达到峰值的原因是 。
【答案】
(1)
(2)和
(3) 高温气相沉积
(4)在30℃之前，随着温度升高，氧化速率增大：30℃之后，双氧水分解，反应物浓度降低，氧化率降低
【详解】废旧薄膜太阳能电池主要成分为，高温焙烧后得到金属氧化物：、和，加入硫酸和过氧化氢溶解，得到滤液中含有、和，加入过量氨水调节pH，得到的滤渣中含有和，滤液中含有，向滤渣中加入，分离出沉淀，得到的溶液，通过浓缩结晶得到晶体，最后与氨气作用得到，据此分析；
（1）是34号元素，基态原子的价电子轨道表示式为：。
（2）根据以上分析，得到滤液中含有、和，加入过量氨水调节，得到的滤渣中含有和，滤液中含有。答案为：和。
（3）与水反应，生成和，与反应生成，总方程式为：；滤液为溶液，加入氢氧化钠溶液，可以制备，用于“高温气相沉积”工序中。答案为：；高温气相沉积。
（4）双氧水受热以后容易分解，温度升高以后，双氧水分解，氧化率降低。答案为：在30℃之前，随着温度升高，氧化速率增大：30℃之后，双氧水分解，反应物浓度降低，氧化率降低。
【知识点2】锗及其化合物
锗在地壳中是稀有分散元素。已发现的锗矿有硫银锗矿（含锗5～7%）、锗石（含锗10%），硫铜铁锗矿（含锗7%）。
1、锗单质是一种灰白色准金属，有光泽，质硬，熔点较高。锗有着良好的半导体性质。
（1）锗在室温下是稳定的，但会生成GeO单层膜，时间长了会逐渐变成GeO2单层膜。
2Ge+O2=2GeO
2GeO+O2=2GeO2
在600～700℃时，很快生成二氧化锗：Ge+O2GeO2
（2）与氯气能反应，生成发烟状液体GeCl4，GeCl4极易水解。
Ge+2Cl2GeCl4
（3）与盐酸、稀硫酸不起作用。在强氧化性酸中，会被氧化为GeO2·H2O。
Ge+4HNO3(浓)=GeO2·H2O+4NO2↑+H2O
（4）碱溶液与锗的作用很弱，但在熔融的NaOH、Na2CO3、Na2O2、NaNO3中，锗迅速溶解。
Ge+4NaOHNa2GeO3+Na2O+2H2↑
（5）锗与氢气能反应，生成GeH4。
Ge+2H2GeH4
（6）锗与碳不起作用，所以在石墨坩埚中熔化，不会被碳所污染。
2、GeO、GeO2
GeO偏碱性，GeO2偏酸性。Ge(II)的还原性较强，Ge(IV)的氧化性较弱。
GeO+2HCl=GeCl2+H2O
2NaOH+GeO2=Na2GeO3+H2O
在空气中GeO很快会被氧化为GeO2。
3、Ge(OH)2、Ge(OH)4
也都可以认为是氧化物的水合物GeO·xH2O、GeO2·yH2O，都是两性氢氧化物，酸性强于碱性。
2NaOH+Ge(OH)4=Na2GeO3+3H2O
Ge(OH)2及其溶于酸、碱的产物都具有较强的还原性, 很容易氧化成Ge(OH)4、Ge4+和GeO2。
GeCl2+Cl2= GeCl4
4、卤化锗或Ge(Ⅱ)盐和Ge(Ⅳ)盐在溶液中水解，或者与适量的碱作用时，都可制得Ge(OH)2和Ge(OH)4。
GeCl4+4H2O(大量)=Ge(OH)4+4HCl
GeCl4+2H2O(少量)GeO2+4HCl↑
GeCl4+Ge2GeCl2
2GeCl2GeCl4+Ge
5、硫化物的性质：
GeS、GeS2都在水中有一定的溶解度。GeS2为酸性硫化物，与碱性硫化物能反应，也能溶于强碱溶液。
GeS2+Na2S(aq)=Na2GeS3(aq)（硫代锗酸钠）
3GeS2+6NaOH(aq)=Na2GeO3+2Na2GeS3+3H2O
GeS+Na2S2（过硫化钠）= Na2GeS3
6、锗是优良半导体，可作高频率电流的检波和交流电的整流用，还用于红外光材料、精密仪器、催化剂。锗的化合物可用以制造荧光板和各种折射率高的玻璃。
7、锗的制取
GeS2→焙烧→GeO2→盐酸→GeCl4→精馏、水解→GeO2→氢气还原→Ge
【例1】中国科学家对量子材料的研究处于国际领先水平，近年来对石墨烯、硅烯、锗烯等低维量子材料的研究发展迅速。下列说法不正确的是
A．碳、硅、锗属于同主族元素B．第一电离能C>Si
C．石墨烯属于有机物D．硅和锗常用作半导体材料
【答案】C
【详解】A．碳、硅、锗均为第IVA元素，A正确；
B．同主族从上到下第一电离能减小，故第一电离能：C>Si，B正确；
C．石墨烯是碳元素的一种单质，属于无机物，C错误；
D．硅、锗在元素周期表中位于金属和非金属的交界线处，可用作半导体材料，D正确；
故选C。
【例2】已知：32Ge(锗)与C为同族元素，在自然界中锗有70Ge、72Ge等稳定同位素。下列说法不正确的是
A．电负性：C>GeB．原子半径：Ge>Si
C．70Ge、72Ge原子核外电子数均为32D．锗元素位于元素周期表第5周期ⅣA族
【答案】D
【详解】A．同主族元素电负性从上往下依次减小，锗在碳的下方，电负性：C>Ge，故A正确；
B．同主族元素原子半径从上往下依次增大，原子半径：Ge>Si，故B正确；
C．70Ge、72Ge锗元素的同位素，其原子核外电子数均为32，故C正确；
D．锗元素位于元素周期表第4周期ⅣA族，故D错误；
故选D。
【例3】锗广泛应用于光学及电子工业领域。用锌浸渣（主要含、，另含少量ZnS、以及）提取和的工艺流程如下：
已知： ①常温下，，，。
②沸点： 84℃， 316℃， 732℃。
下列说法正确的是
A．、均为共价晶体B．“浸渣”主要含有S和
C．化合物A可以是ZnO、等D．可用红外光谱仪测定的晶体结构
【答案】C
【详解】由题给流程可知，向锌浸渣（主要含、，另含少量ZnS、以及）中加入过氧化氢和硫酸的混合溶液，转化为硫酸锌、硫酸铁，硫化锌转化为硫酸锌、硫单质，二硫化锗转化为硫酸锗和硫单质，、不反应，则过滤得到含有、以及S的滤渣和滤液；向滤液中加入化合物A，根据不引入新的杂质可知A可以为氧化锌或氢氧化锌或碳酸锌，用以调节溶液pH，将溶液中的铁离子、锗离子转化为氢氧化铁、氢氧化锗沉淀，过滤得到滤液和滤饼；滤液经蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥得到晶体；向滤饼中加入盐酸溶解后，蒸馏得到四氯化锗，四氧化锗一定条件下水解、过滤得到水解液和，经烘干得二氧化锗，据此作答。
A．根据所给、的沸点知，它们的沸点较低，均为分子晶体，A错误；
B．结合分析知，“浸渣”主要含有S、和，B错误；
C．为了不引入新杂质，“中和沉淀”可加入能消耗的ZnO、或，即化合物A可以是ZnO、等，C正确；
D．测定的晶体结构，需借助X射线衍射仪，D错误；
故选C。
【例4】2024年12月，我校高2018届毕业生李祖航以第一作者身份在光学领域的国际顶级期刊《激光与光学评论》发表研究成果，利用超高功率的锗光探测器实现了无需放大器的无线通讯。锗()是门捷列夫在研究元素周期表时预言的“类硅”，在光纤通讯领域有广泛应用。一种提纯粗品(主要含)的工艺如下所示。
(1)已知有一种放射性同位素，能为显像诊断提供核素支持，在周期表中的位置是 ，原子核内中子数和质子数之差为 。
(2)的简单气态氢化物的电子式为 。
(3)用溶液碱浸粗品时发生反应的化学方程式分别为 、。
(4)“氧化”过程是将氧化为，该反应的离子方程式为 。
(5)加入盐酸使锗元素转变为沸点较低的(沸点：)，以便蒸馏。根据元素周期律判断，的沸点 (填“高于”“低于”或“无法比较”)的沸点。
(6)向中加入高纯水使水解为，该过程的现象为 。
(7)将氨通过锗粉，并加热到反应，可生成新型高温结构材料氮化锗，该反应的化学方程式为 。
【答案】
(1)第四周期第ⅣA族 4
(2)
(3)
(4)
(5)高于
(6)产生沉淀，并有白雾
(7)
【详解】二氧化锗粗品加入NaOH溶液碱浸，转化为、转化为，发生的反应为、，向溶液中加入NaClO3氧化除砷，将氧化为，发生的反应为：，向溶液中加入稀盐酸并蒸馏分离出GeCl4，向GeCl4中加入高纯水，发生的水解反应生成，然后过滤得到母液和沉淀，将烘干得到高纯的GeO2；
（1）为32号元素，在周期表中的位置是第四周期第ⅣA族，原子核内中子数和质子数之差为（68-32）-32=4；
（2）的简单气态氢化物为共价化合物GeH4，电子式为；
（3）锗()是门捷列夫在研究元素周期表时预言的“类硅”，其化学性质和硅类似，则二氧化锗粗品加入NaOH溶液碱浸，转化为和水，发生的反应为；
（4）“氧化”过程是氯酸钠将氧化为，反应中氯化合价由+5变为-1、As化合价由+3变为+5，结合电子守恒，该反应的离子方程式为；
（5）、均为分子晶体，的相对分子质量大于，分子间作用力大于，则的沸点高于；
（6）中加入高纯水使水解为，结合质量守恒，还生成HCl，HCl极易溶于空气中水蒸气形成白雾，而不溶于水为沉淀，故该过程的现象为产生沉淀，并有白雾；
（7）氨通过锗粉，并加热到反应，可生成新型高温结构材料氮化锗，结合质量守恒，还生成氢气，反应为：。
【例5】锗及其化合物对人类科技进步和产业发展具有重要意义，是一种重要的战略资源。一种从煤烟尘中提炼纯的工艺如下：
已知：①与NaOH溶液反应生成；
②熔点，沸点，易水解；
③在的盐酸中溶解度最小。
请回答下列问题：
(1)基态的核外电子排布式：[Ar] ；晶体锗的晶体类型是 晶体。
(2)写出“酸浸”阶段生成的化学方程式： （按配平）；若在实验室进行“过滤、洗涤”操作，判断洗涤干净的实验方法是： ，证明洗涤干净。
(3)“蒸馏”过程生成的化学方程式为 。
(4)与高纯水按一定比例进行混合，静置12h，可得到晶体。该步骤高纯水不能过量，原因是 。
(5)二氧化锗的含量常采用碘酸钾（）滴定法进行测定。步骤如下：
a.称取二氧化锗样品，加入氢氧化钠溶液充分溶解，再加入次亚磷酸钠溶液使锗元素以形式存在；
b.加入适量稀硫酸将溶液pH调为酸性，滴加几滴淀粉溶液；
c.用的标准溶液滴定，达到滴定终点时，消耗标准溶液的体积为。
已知：；样品中的杂质不参与反应，以下，次亚磷酸钠与和均不反应，消耗的忽略不计。
①滴定终点的现象为 。
②此样品中二氧化锗的质量分数是 （用含的数学表达式表示）。
【答案】
(1) 共价
(2)(浓) 取最后一次洗涤液于洁净试管中，加入盐酸酸化的溶液，若不出现白色沉淀（合理即可）
(3)
(4)会使得到的盐酸浓度小于，增大的溶解量，最终使锗产率降低（合理即可）
(5)当滴入最后半滴标准溶液时，溶液由无色变为蓝色，且半分钟之内不变色
【详解】煤烟尘经一系列处理得GeS，用浓硝酸“酸浸”GeS生成和，过滤、洗涤得粗，用氢氧化钠溶液“碱浸”得到，加盐酸“蒸馏”得，和高纯水反应的，热解得纯GeO2。
（1）锗是32号元素，在周期表中的位置是第四周期第IVA族，基态锗原子的核外电子排布式；硅和锗是同主族相邻元素，结构和性质与Si类似，所以晶体锗为共价晶体。
（2）“酸浸”过程GeS被硝酸氧化为和，被还原为，配平可得（浓；表面吸附的离子有，若洗涤液中不含，说明已洗涤干净，所以判断洗涤干净的实验方法是：取最后一次洗涤液于洁净试管中，加入盐酸酸化的溶液，若不出现白色沉淀，证明洗涤干净。
（3）与NaOH溶液反应生成，加入盐酸蒸馏生成，结合原子守恒，可知还有NaCl和生成，反应的化学方程式为。
（4）在的盐酸中溶解度最小，若水过量，则会使得到的盐酸浓度小于，增大的溶解量，最终使锗产率降低。
（5）①当消耗完后，就会和生成的发生归中反应得到，淀粉遇变蓝，滴定终点现象为当最后半滴标准溶液滴下时，溶液由无色变为蓝色，且30s内不褪色。
②根据反应以及Ge元素守恒可得，，样品中二氧化锗的质量分数是。
【知识点3】铟及其化合物
【例1】中国科学院院士张青莲教授主持测定了铟等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。铟与铷同周期。下列说法正确的是
A．与互为同素异形体B．的中子数与电子数的差值为17
C．原子半径：D．碱性：
【答案】B
【详解】A．同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子，而同素异形体是同种元素组成的不同单质。与是同位素，而非同素异形体，A错误；
B．中子数=质量数-质子数=115-49=66，电子数=质子数=49，差值为66-49=17，B正确；
C．同周期主族元素中，原子半径随原子序数增大而减小。铷（Rb，原子序数37）位于第IA族，铟（In，原子序数49）位于IIIA族，因此原子半径：In＜Rb，C错误；
D．金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强。铷（IA族）的金属性强于铟（IIIA族），因此碱性：In(OH)3＜RbOH，D错误；
故选B。
【例2】中国科学院院士张青莲教授主持测定的铟()等9种元素相对原子质量的新值被采用为国际新标准。下列说法错误的是
A．In原子次外层有8个B．In位于第5周期ⅢA族
C．氧化性：D．的中子数与电子数的差值为20
【答案】A
【详解】A．In的原子序数为49，位于第五周期第ⅢA族，核外电子排布五层，电子数分别为2、8、18、18、3，次外层有18个电子，故A错误；
B．In的原子序数为49，位于第五周期第ⅢA族，故B正确；
C．Rb和In位于同一周期，In的原子序数为大于Rb，同周期从左到右，元素的金属性逐渐减弱，单质的还原性逐渐减弱，离子的氧化性逐渐增强，所以氧化性：，故C正确；
D．中子数为115-49=66，电子数为49-3=46，则中子数与电子数的差值为20，故D正确；
故选A。
【例3】铟(In)与铝是同族元素。下列说法不正确的是
A．最外层电子数为3B．与互为同素异形体
C．的中子数与电子数之差为17D．与是不同的核素，但化学性质几乎相同
【答案】B
【详解】A．同一主族元素，最外层电子数相等。最外层电子数为3，A项正确；
B．同一元素组成的不同单质是同素异形体，与是原子的表示，则不是同素异形体，应互为同位素，B项错误；
C．的左上角表示质量数，左下角表示质子数，已知质量数等于质子数加上中子数，原子核外电子数等于质子数，则中子数与电子数之差为115-49-49=17，C项正确；
D．与是不同的核素，原子最外层电子数相同，所以化学性质几乎相同，D项正确。
故答案选B。
【例4】用“H2SO4浸出—萃取”法从铅烟灰(主要含有In2O3，还含有PbO和SiO2杂质)中回收铟(In)的生产工艺流程如下图所示：
已知：I．萃取发生反应：In2(SO4)3+6(HA)2(有机液)2In(HA2)3(有机液)+3H2SO4。
II．反萃取发生反应：In(HA2)3(有机液)+4HCl3(HA)2(有机液)+HInCl4。
下列说法错误的是
A．“高温酸浸”时，为了加快酸浸的速率可以用浓盐酸代替稀硫酸
B．“萃取”时，可向溶液中加入适量的NaOH以提高浸取率
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”时发生反应的化学方程式为3Zn+2HInCl4=2In+3ZnCl2+2HCl
【答案】A
【详解】A. “高温酸浸”时，不能用浓盐酸代替稀硫酸，否则浓盐酸在高温条件下与二氧化锰反应生成氯气，影响萃取等工艺，选项A错误；
B. “萃取”时，可向溶液中加入适量的NaOH，消耗硫酸，使平衡In2(SO4)3+6(HA)2(有机液)2In(HA2)3(有机液)+3H2SO4正向移动，可提高浸取率，选项B正确；
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，选项C正确；
D．“置换”时锌与HInCl4反应产生In，发生反应的化学方程式为3Zn+2HInCl4=2In+3ZnCl2+2HCl，选项D正确；
答案选A。
【例5】铟()是一种广泛应用于高科技领域的稀有金属。一种以锌冶炼废渣(主要含有，以及的氧化物)为原料回收铟的工艺流程如图所示：
已知：①常温下，一些金属离子生成氢氧化物开始沉淀与完全沉淀时的：
②“萃取”原理可表示为：(有机相)(有机相)
回答下列问题：
(1)已知“氧化酸浸”过程中，硫元素被氧化为，写出难溶物发生转化反应的离子方程式 。
(2)滤渣1的主要成分为 、 (写化学式)。
(3)常温下“调”时，应控制溶液的范围为 。
(4)若滤液1的主要成分为，则试剂X应使用 (写试剂名称)。
(5)上述流程中可循环利用的物质是 。
(6)铟可与砷()形成一种光纤通信晶体材料，晶胞结构如图所示：
①该晶体中，铟原子的配位数为 。
②若图中标号为1的原子的坐标参数为，则标号为2的原子的坐标参数是 。
③已知晶胞参数为，设为阿伏加德罗常数的值。则晶体密度为 。
【答案】
(1)
(2)
(3)2.8≤pH＜3.5
(4)盐酸
(5)萃取剂
(6)4
【详解】锌冶炼废渣主要含有，以及的氧化物。锌冶炼废渣“氧化酸浸”In2S3中硫元素被二氧化锰氧化为，PbO转化为PbSO4沉淀，则滤渣1中含有PbSO4和剩余MnO2，滤液中含有Zn2+、In3+、Fe3+、Mn2+，滤液加碳酸钠调节pH生成氢氧化铁沉淀除去Fe3+，过滤，滤液中加有机萃取剂H2A2萃取In3+，有机相加酸，使(有机相)(有机相)逆向移动，反萃取得含有In3+的水溶液，加Zn置换出金属In。
（1）“氧化酸浸”过程中，In2S3中硫元素被二氧化锰氧化为，根据得失电子守恒，难溶物发生转化反应的离子方程式。
（2）“氧化酸浸”In2S3中硫元素被二氧化锰氧化为，PbO转化为PbSO4沉淀，滤渣1的主要成分为和剩余的。
（3）常温下“调”的目的是生成氢氧化物沉淀完全除去Fe3+，同时控制In3+不能生成氢氧化物沉淀，所以应控制溶液的范围为2.8≤pH＜3.5；
（4）根据(有机相)(有机相)，可知反萃取时加酸增大氢离子浓度，使(有机相)(有机相)逆向移动，若滤液1的主要成分为，可知反萃取后的溶液中含有氯离子，则试剂X应使用盐酸。
（5）上述流程中，反萃取得到的有机相H2A2可循环到“萃取”步骤利用，可循环利用的物质是萃取剂；
（6）①该晶体中，In原子位于As形成的正四面体内，铟原子的配位数为4。
②根据标号为1的原子的坐标参数，标号为2的原子位于前面的面心上，坐标参数是。
③根据均摊原则，晶胞中In原子数为 、As原子数为4,晶胞参数为，设为阿伏加德罗常数的值。则晶体密度为 。
【知识点4】铅及其化合物
1．铅(Pb)
(1)物理性质：银灰色有光泽的重金属，在空气中易氧化而失去光泽，变灰暗，质柔软，延性弱，展性强。密度11.34 g/cm3，熔点327.5℃，沸点1740℃ 。有较强的抗放射穿透的性能。
(2)化学性质
2．铅的含氧化合物——PbO、PbO2、Pb3O4
3．醋酸铅[(CH3COO)2Pb]
实验室里用醋酸铅试纸检验H2S：H2S＋(CH3COO)2Pb===PbS↓(黑色)＋2CH3COOH
【例1】以废旧铅酸蓄电池中的含铅废料和为原料制备高纯，从而实现铅的再生利用。在此过程中涉及以下反应(参与其中)：
①
②
向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象。以下关于该过程的说法错误的是
A．
B．为该反应的催化剂
C．与反应生成的化学方程式为
D．通过这种再生利用方案，大大降低了废旧电池中铅泄漏的风险，有助于环境保护和生态安全
【答案】B
【详解】A．根据反应①，化合价降低，故铁的化合价升高，，故A正确；
B．向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象。说明反应结束后溶液中无，即是中间产物，不是催化剂，故B错误；
C．将反应①和反应②相加，消去中间产物，可得，故C正确；
D．通过这种再生利用方案，实现了废旧电池中铅的重复利用，大大降低了废旧电池中铅泄漏的风险，有助于环境保护和生态安全，故D正确；
故选B。
【例2】铅与碳是同族元素，有两种价态，铅的氧化物均难溶于水，已知有下列两个反应：①；②。下列有关叙述不正确的是
A．可写成的形式
B．反应②中是氧化产物
C．生成相同质量的，反应①②转移电子数之比为
D．根据反应可推测在题给条件下氧化性：
【答案】C
【详解】A．Pb元素分别表现价和价，根据电荷守恒，可写成的形式，A正确；
B．反应②中，是还原剂，对应的生成物是氧化产物，B正确；
C．反应①为非氧化还原反应，不发生电子转移，反应②中，生成，转移电子，C错误；
D．反应①为非氧化还原反应，表明不能将价的铅氧化，而能将氧化为，则表明在题给条件下氧化性：，D正确；
故选C。
【例3】铅糖(乙酸铅)有抑菌、止痒功效。以铅废料(主要含等)为原料制备铅糖的流程如下：［已知：易溶于氨水]
下列说法错误的是
A．向滤液1中滴加氨水至过量，先产生白色沉淀，然后沉淀全部溶解
B．“酸浸溶铅”工序中发生反应的化学方程式为
C．“转化”工序中主要反应的离子方程式为：
D．粉碎含铅废料能增大“酸浸”工序中的化学反应速率
【答案】A
【详解】A．滤液1中主要为硫酸锌、硫酸镁，滴加氨水后生成氢氧化锌、氢氧化镁沉淀，继续滴加，氢氧化锌溶解，但氢氧化镁不溶解，即沉淀不能完全溶解，A错误；
B．醋酸的酸性强于碳酸，故醋酸可以和碳酸铅反应生成乙酸铅、水、CO2，化学方程式为，B正确；
C．“转化”工序中硫酸铅转化为碳酸铅，离子方程式为，C正确；
D．粉碎含铅废料，可以增大反应物的接触面积，有利于加快反应速率，D正确；
故选A。
【例4】中华文化源远流长，化学与文化传承密不可分。下列说法正确的是
A．《问刘十九》中写道：“绿蚁新醅酒，红泥小火炉”，“新醅酒”即新酿的酒，在酿酒的过程中，淀粉水解的最终产物是乙醇
B．《馀冬录》中描述的黄丹其主要成分为，则黄丹与磁性氧化铁类似，其中铅的化合价有价和价两种化合价
C．“沧海月明珠有泪，蓝田日暖玉生烟”，句中“珠”字对应的化学物质是碳酸钙，属于强电解质
D．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”，“翠色”是因为成分中含有氧化亚铜
【答案】C
【详解】A．在酿酒的过程中，淀粉水解的最终产物是葡萄糖，葡萄糖继续在酒化酶的作用下分解得到乙醇，故A错误；
B．黄丹中铅的化合价有价和价两种化合价，故B错误；
C．碳酸钙属于盐，溶于水的部分能够完全电离，是强电解质，故C正确；
D．“翠色”为青色或者绿色，而氧化亚铜为砖红色，可能来自亚铁离子，诗句中的“翠色”不可能来自氧化亚铜，故D错误。
答案选C。
【例5】硫酸铅广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料以及精细化工产品等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS，含有、等杂质)制备晶体，工艺流程如下：
已知：① ；
② ；
③当则认为反应可进行
(1)为了提高浸取效率，可采取的措施是 (任举一例)。
(2)“浸取”时，浸出液主要成分为，写出生成的离子反应方程式 。
(3)“沉降”时，冰水的作用是 。
(4)已知沉淀转化发生的反应为，请通过计算说明该反应可以发生的理由 ，试剂M是 (填写“硫酸”或“盐酸”)。
(5)滤渣2的主要成分是 。
(6)PbS的立方晶胞如图所示，已知晶体密度为，设阿伏加德罗常数的值为。
①硫原子的价电子排布式为 。
②晶胞中硫离子与铅离子最近的距离为 cm。
【答案】
(1)将方铅矿粉碎、搅拌、加热等
(2)
(3)降温，让反应平衡逆向移动
(4)该反应的，故反应可以发生 硫酸
(5)、
(6)
【详解】方铅矿精矿(主要成分为PbS，含有FeS2，Al2O3等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)中加入稀盐酸，盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S，MnO2被还原成Mn2+，加入的NaCl可促进反应平衡正向移动，使更多的Pb元素存在于溶液中，加入MnO调节溶液pH，使铁离子、铝离子转化成氢氧化铁沉淀、氢氧化铝沉淀除去，然后过滤；PbCl2难溶于冷水，将滤液冷水沉降过滤得到PbCl2晶体，之后加入稀硫酸或者硫酸钠发生沉淀转化，生成硫酸铅晶体，过滤得到晶体烘干得到硫酸铅粉末，滤液中主要成分为HCl，据此回答。
（1）为了提高浸取效率，可将方铅矿粉碎、搅拌、加热等；
（2）根据分析可知，“浸取”时，浸出液主要成分为，PbS转化为的离子反应方程式为：；
（3）降低温度，反应平衡逆向移动，使转化为，便于析出晶体(或难溶于冷水，降低的溶解度，便于析出晶体)；
（4）已知沉淀转化发生的反应为：，该反应的平衡常数为：，故反应可以发生；沉淀转化步骤中加入试剂M后，得到硫酸铅，则试剂M是硫酸；
（5）由分析可知，滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3；
（6）①硫原子的价电子排布式为：3s23p4；
②硫离子与铅离子最近的距离为体对角线的，由图可知，黑球有4个，在内部，灰球均摊为个，边长为cm，所以硫离子与铅离子最近的距离为nm。
【知识点5】锡及其化合物
1．锡(Sn)：锡和铝化学性质相似，既能与酸反应，又能与碱反应。
(1)与稀盐酸缓慢作用，与浓盐酸在加热条件下反应加快：Sn＋2HCl(浓)SnCl2＋H2↑
(2)与氢氧化钠反应生成亚锡酸钠和氢气：Sn＋2NaOH===Na2SnO2＋H2↑
2．氢氧化锡[Sn(OH)2]：氢氧化锡是两性氢氧化物。
(1)与酸反应：Sn(OH)2＋2HCl===SnCl2＋2H2O
(2)与碱反应：Sn(OH)2＋2NaOH===Na2SnO2＋2H2O
3．Sn2+与Sn4+：Sn2+与Sn4+均易水解
(1)Sn2+水解：SnCl2＋H2OSn(OH)Cl(白色)＋HCl，故配制SnCl2溶液要使用盐酸，抑制Sn2+水解。
(2)Sn2+在空气中被氧气氧化：2Sn2+＋O2＋4H+===2Sn4+＋2H2O，要加入单质Sn，防止Sn2+被氧化。
(3)Sn4+水解：SnCl4＋4H2OSn(OH)4↓＋4HCl，故配制SnCl4溶液要使用盐酸，抑制Sn4+水解。
【例1】《天工开物》中记载了冶炼金属锡的场景：“凡煎炼亦用洪炉，入砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞴(指鼓入空气)熔化”。下列有关说法错误的是
A．鼓入足量空气是为了使木炭充分燃烧提高炉温
B．炼锡时关键的一步“点铅勾锡”即加铅使锡较易熔化流出，其原理是合金熔点低
C．锡往往与其他金属制成合金，目的是减小硬度
D．古代锡器常用来饮酒喝茶，很少用于盛装酸性物质
【答案】C
【详解】A．氧气具有助燃性，鼓入足量空气能使木炭燃烧充分从而提高炉温，A正确；
B．合金的熔点低于其成分金属，炼锡时加铅与锡形成合金，熔点低，较易熔化流出，B正确；
C．合金硬度大于其成分金属，锡与其他金属制成合金，目的是增大硬度，C错误；
D．金属锡可与酸性物质发生反应，D正确；
答案选C。
【例2】锡是一种使用历史悠久的金属，常作焊料，熔化后将金属焊接在一起。锡可用焦炭与二氧化锡()反应制得。下列有关说法不正确的是
A．单质锡的熔点很高B．金属锡能与盐酸反应产生
C．反应中焦炭作还原剂D．反应中有位于Ⅳ族的元素
【答案】A
【详解】A．根据题干信息“锡常作焊料，熔化后将金属焊接在一起”，说明锡容易熔化，即单质锡的熔点并不高，故A错误；
B．锡在金属活动性顺序表中位于氢之前，所以金属锡能与盐酸发生置换反应产生，反应的化学方程式为，故B正确；
C．焦炭与二氧化锡()反应制得锡，反应的化学方程式为，在该反应中，碳元素化合价升高，被氧化，焦炭作还原剂，故C正确；
D．碳元素位于元素周期表第Ⅳ族，锡元素也位于第Ⅳ族，所以反应中有位于Ⅳ族的元素，故D正确；
答案选A。
【例3】锡的卤化物熔点数据如下表：
SnF4比其余三物质熔点都高的原因是： 。
【答案】SnF4属于离子晶体，离子键是强烈的相互作用，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，分子间作用力弱
【详解】根据表中数据可知，的熔点均远高于其余三种物质，属于离子晶体，、、属于分子晶体，分子间作用力弱，所以离子晶体的熔点比分子晶体的高，三种物质的相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，熔点升高。
【例4】锡(Sn)是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。
单质 Sn的制备：将SnO2与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至800℃，由于固体之间反应慢，未明显发生反应。若通入空气在800℃下， SnO2能迅速被还原为单质 Sn。
白锡和灰锡是单质 Sn的常见同素异形体。二者晶胞如图：白锡具有体心四方结构；灰锡具有立方金刚石结构。
SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物， SnCl2可被氧化得到SnCl4。
(1)Sn位于元素周期表的第5周期第IVA族，其价电子排布式为 ，在元素周期表中位于 区。
(2)灰锡晶胞含 个Sn原子。
(3)SnCl2中 Sn原子采用杂化方式为 ，SnCl4易溶于四氯化碳、苯等有机溶剂，请从分子结构角度分析原因 。
(4)若灰锡晶胞的边长为 anm，该晶胞中距离最近的两个 Sn原子核间距为 。
(5)单质锡的制备中，通入空气的作用是 。
【答案】
(1) p
(2)8
(3)sp2 SnCl4是非极性分子，根据相似相溶的原理，易溶于非极性溶剂
(4)
(5)与焦炭在高温下反应生成CO。 CO将SnO2还原为单质 Sn
【详解】（1）Sn位于元素周期表的第5周期ⅣA族，基态Sn原子的最外层电子排布式为5s25p2，位于元素周期表的p区；
（2）灰锡晶胞中含Sn原子数为8×+6×+4=8；
（3）SnCl2中Sn的价层电子对数为2+×(4-2×1)=3，故Sn采取sp2杂化；SnCl4中Sn的价层电子对数为4+×(4-4×1)=4，有4个σ键、无孤电子对，故SnCl4为正四面体结构的非极性分子，四氯化碳、苯等有机溶剂也为非极性分子，根据相似相溶的原理，易溶于非极性溶剂。
（4）灰锡中距离最近的两个 Sn原子为晶胞中体对角线的，故核间距为；
（5）将SnO2与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至800℃，由于固体之间反应慢，未发生明显反应；若通入空气在800℃下，SnO2能迅速被还原为单质Sn，通入空气的作用是：与焦炭在高温下反应生成CO，CO将SnO2还原为单质Sn，有关反应的化学方程式为2C+O22CO、2CO+SnO2Sn+2CO2。
【例5】硫酸亚锡(SnSO4)是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业。某研究小组设计SnSO4制备路线如下：
查阅资料：
I．酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式，Sn2+易被氧化。
II．SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡[Sn(OH)Cl]。
回答下列问题：
(1)锡原子的核电荷数为50，与碳元素属于同一主族，锡元素在周期表中的位置是 ，Sn2+价电子排布式为 。
(2)SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解，请用平衡移动原理解释因 。
(3)反应Ⅰ得到沉淀是SnO，得到该沉淀的离子反应方程式是 。
(4)加入Sn粉的作用有两个：①调节溶液pH，② 。
(5)酸性条件下，SnSO4还可以作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是 。
(6)该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度(杂质不参与反应)：
①将试样溶于盐酸中，发生的反应为：Sn + 2HCl=SnCl2 + H2↑；
②加入过量的FeCl3；
③用已知浓度的K2Cr2O7滴定生成的Fe2+，发生的反应为：
6FeCl2 + K2Cr2O7 + 14HCl =6FeCl3 + 2KCl + 2CrCl3 +7H2O
取1.19g 锡粉，经上述各步反应后，共用去0.100 ml/L K2Cr2O7溶液32.0 mL。锡粉中锡的质量分数是 。
【答案】
(1)第五周期ⅣA族 5s2
(2)SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡，存在平衡SnCl2+H2O⇌Sn(OH)Cl+HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解
(3)Sn2++CO═SnO↓+CO2↑
(4)防止Sn2+被氧化
(5)Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O
(6)96%
【详解】（1）锡原子的核电荷数为50，与碳元素属于同一主族，锡元素在周期表中的位置是第五周期ⅣA族，Sn2+价电子排布式为5s2；
（2）由信息可知，SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡，存在平衡SnCl2+H2O⇌Sn(OH)Cl+HCl，加入盐酸，使该平衡向左移动，抑制Sn2+水解；
（3）反应Ⅰ得到沉淀是SnO，Sn元素化合价没有变化，属于非氧化还原反应，同时生成气体，该气体为二氧化碳，离子方程式为：Sn2++CO═SnO↓+CO2↑；
（4）由信息可知，Sn2+易被氧化，加入Sn粉除调节溶液pH外，还防止Sn2+被氧化；
（5）酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，双氧水有强氧化性，将Sn2+易被氧化为Sn4+，自身被还原为水，离子方程式为：Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O；
（6）根据关系式Sn～Sn2+～2Fe2+～K2Cr2O7，锡粉中锡的质量分数是=96%。
第25讲 补充元素：镓、锗、铟、铅、锡及其化合物 （练习）
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．
1．锗是一种半导体材料，在集成电路、光纤通讯、红外光学、生物医学以及各种电子器件领域中起到至关重要的作用。锗元素位于元素周期表中第四周期第ⅣA族，下列叙述正确的是
A．的中子数为40B．碳酸(的酸性比锗酸的酸性弱
C．和互为同素异形体D．的电子数为72
【答案】A
【详解】A．锗元素位于元素周期表中第四周期第ⅣA族，原子序数为32，则质子数为32，故的中子数为40，A正确；
B．C和Ge位于同一主族，从上到下元素非金属性减弱，其最高价氧化物对应水化物的酸性减弱，则碳酸(的酸性比锗酸的酸性强，B错误；
C．和是质子数相同，而中子数不同的同一种元素，互为同位素，C错误；
D．的质子数为32，质子数=电子数=32，D错误；
故选A。
2．“夏禹铸九鼎，天下分九州”。青铜器在古时被称为“吉金”，是红铜与锡、铅等的合金。铜锈大多呈青绿色，主要含有和。下列说法错误的是
A．青铜的熔点低于纯铜B．青铜器中锡、铅对铜有保护作用
C．和都属于盐类D．可用溶液浸泡青铜器来清洗青铜器的铜锈
【答案】D
【详解】A．青铜为铜、锡、铅的合金，合金的熔点通常低于它的成分金属，所以青铜的熔点低于纯铜，故A正确；
B．锡、铅的金属性比铜强，在形成原电池时，作原电池的负极，能阻止铜失电子，从而保护青铜器中的铜，故B正确；
C．Cu2(OH)3Cl和Cu2(OH)2CO3中都含有Cu2+和Cl-或，二者都属于盐类，故C正确；
D． FeCl3在溶液中能发生水解而使溶液显酸性，浸泡青铜器能清洗青铜器的铜锈，Fe3+具有较强的氧化性，能将Cu氧化为Cu2+，所以不能用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗青铜器的铜锈，故D错误；
故答案为D。
3．锡的水系电池具有高能量密度和长寿命等优点。在碱性环境下，某锡镍电池的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，电路中每通过1ml电子，理论上正极质量增加1g
B．放电时，电极a附近溶液的pH增大
C．充电时，电极b作阳极
D．充电时，发生反应
【答案】B
【详解】由放电时电子转移方向可知，电极a为负极，电极反应为，正极b的反应为，充电时，电极a为阴极，电极b为阳极，电极反应与原电池相反，据此解答。
A．由分析中的电极反应可知，电路中每通过1ml电子，理论上正极增加1mlH原子，质量是1g，A正确；
B．电极a为负极，电极反应为，当转移2ml电子时，电极消耗，同时有向负极移动，电极a附近溶液浓度变小，pH变小，B错误；
C．由分析可知，电极b为阳极，发生氧化反应，C正确；
D．放电时，将正极的反应×2+负极的反应得到放电的总反应为，充电时，与放电反应相反，D正确；
故选B。
4．铟(In)是现代高新技术产业的重要支撑材料。铟与铝位于同主族但比铝多2个电子层。下列说法错误的是
A．In3+的半径比Al3+的大B．In合金的硬度比In的硬度大
C．In能与热水发生置换反应D．冶炼铟单质可用还原
【答案】D
【详解】铟与铝位于同主族但比铝多2个电子层，同一主族从上往下离子半径依次增大，金属性依次增强，据此分析解题：
A．由分析可知，同一主族从上往下离子半径依次增大，故In3+的半径比Al3+的大，A正确；
B．合金的硬度一般比成分金属的大，故In合金的硬度比In的硬度大，B正确；
C．同一主族从上往下金属性依次增强，即比活泼，Al与热水反应很缓慢，故In能与热水发生置换反应，C正确；
D．同一主族从上往下金属性依次增强，即比活泼，冶炼铟单质不能用还原，应该用电解法，D错误；
故答案为：D。
5．四氯化锗(GeCl4)是光导纤维的常用掺杂剂，锗与硅同族。下列说法正确的是
A．基态Ge原子价层电子轨道表达式为4s24p2B．GeCl4的熔点比SiCl4低
C．GeCl4的空间构型为正四面体D．第一电离能大小：Cl＞Ge＞Si
【答案】C
【详解】A．锗是32号元素，基态原子价层电子排布式为，不是价电子轨道表示式，A错误；
B．与晶体都属于分子晶体，的相对分子质量大，晶体内的分子间作用力大，则的熔点比高，B错误；
C．分子中原子形成了4个键，孤电子对数=，价层电子对数为4，中心原子的杂化类型为sp3，分子的空间构型为正四面体，C正确；
D．同周期自左至右第一电离能呈增大趋势，同主族从上到下第一电离能递减，则第一电离能大小：，D错误；
故选C。
6．锗(Ge)是典型的半导体元素，Ge单晶具有金刚石型结构，在电子、材料等领域应用广泛。锗卤化物的熔点数据如下表所示，下列说法正确的是
A．基态Ge原子的价电子排布式为
B．Ge单晶中，Ge原子为杂化，配位数为12
C．卤化锗熔化时破坏共价键，键能
D．卤化锗的价层电子对构型(VSEPR)与分子构型一致，均为正四面体形
【答案】D
【详解】A．Ge位于元素周期表中第四周期第IVA族,其基态原子价电子排布式：，故A错误；
B．Ge单晶具有金刚石型结构，则其杂化类型为sp3杂化，配位数为4，故B错误；
C．卤化锗不属于共价晶体，所以熔化时，不破坏化学键，故C错误；
D．GeCl4为例，中心原子价层电子对数：，无孤电子对，空间构型为正四面体，卤族元素与Ge成键方式相同，则分子构型一致，故D正确；
答案选D。
7．氮化镓是第三代半导体材料，是坚硬的高熔点材料，常用金属有机物气相沉积法大批量生产。用三甲基镓与氨反应制备氮化镓的原理为。下列说法错误的是
A．和的模型相同B．基态原子的电子排布式：
C．中仅含有极性键D．和N可形成共价晶体
【答案】B
【详解】A．和中心原子价层电子对数均为4，VSEPR模型均为四面体形，A正确；
B．镓是31号元素，基态镓原子的电子排布式为，B错误；
C．由题目信息可知，中仅含有极性键，C正确；
D．氮化镓是坚硬的高熔点材料，故Ga和N可形成共价晶体，D正确；
故答案为：B。
8．设为阿伏加德罗常数的值。砷化镓(GaAs)是半导体材料，气相生长法制备GaAs的原理如下，下列叙述正确的是
①
②
③
A．镓(31Ga)含电子的数目为
B．含共价键数目为
C．标准状况下，含中子的数目为
D．反应③中每生成转移的电子数目为
【答案】D
【详解】A．镓晶体与金刚石结构相似，每个镓原子可形成4个共价键，但每个共价键由两个镓原子共有，所以镓中n(Ga) ∶n(化学键)=1∶2，则7.0gGa中含共价键物质的量为=0.2ml，含共价键数为0.2NA，A项错误；
B．白磷分子是正四面体形结构，1个P4中含6个P—Pσ键，As4结构与P4相似，故1个As4分子含6个σ键，0.1mlAs4中含σ键数目为0.6NA，B项错误；
C．1个75AsH3中含42个中子，标准状况下0.448L75AsH3(g)即0.02 ml 75AsH3含0.84 ml中子，含中子数目为0.84NA，C项错误；
D．反应③中H的化合价由0价升至+1价，Ga的化合价由+1价升至+3价，As的化合价由0价降至-3价，每生成4mlGaAs转移12ml电子，则每生成1mlGaAs转移电子数为3NA，D项正确；
答案选D。
9．中国“天向一号”探测器用于火星探测，搭载全球最先进的三结砷化镓太阳能电池阵为其提供动力，一种从砷化镓废料(主要成分为GaAs，含Fe2O3、SiO2、CaCO3等杂质)中回收单质镓和砷的化合物的工艺流程如图所示：
已知：①Ga与Al均为第ⅢA族元素，性质相似。
②完全沉淀时pH=8，完全沉淀时pH=5.6。
下列说法错误的是
A．“滤渣①”的成分为Fe2O3、CaCO3，“滤渣③”的成分为
B．“调pH①”时，为使得杂质离子沉淀完全，可通入过量的CO2
C．“电解”时，生成镓单质的电极反应为：
D．“系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
【答案】B
【详解】砷化镓废料粉碎增大碱浸速率，加氢氧化钠和过氧化氢，GaAs 和 SiO2 溶解生成、和，Fe2O3、CaCO3不溶于碱，“滤渣①”为 Fe2O3、CaCO3，滤液通CO2可以得硅酸沉淀除去硅元素，滤液再通 CO2 可以将转化为 Ga(OH)3沉淀，过滤滤液为 Na3AsO4，经过蒸发浓缩、冷却结晶可以得到 Na3AsO4⋅12H2O，Ga(OH)3 沉淀加NaOH溶液生成NaGaO2 溶液，通电电解得到镓单质。
A．由分析，“滤渣①”的成分为Fe2O3、CaCO3，“滤渣③”的成分为，A正确；
B．通入过量的 CO2，会使Ga(OH)3过早沉淀下来，使其产率降低，B错误；
C．“电解”时，镓化合价降低，则镓元素得到电子发生还原生成镓单质，生成镓单质的电极反应为：，C正确；
D．“系列操作”得到Na3AsO4⋅12H2O晶体，则操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，D正确；
故选B。
10．废旧铅蓄电池的铅膏主要含有、和Pb．从铅膏中回收流程如下。
【已知：性质类似】
下列说法错误的是
A．“脱硫”是把转化为将硫除去
B．“酸浸”发生的反应有
C．“酸浸”中会分解，应适当过量
D．“沉铅”时为保证铅的完全沉淀，应该加入过量氢氧化钠
【答案】D
【详解】从主要含PbSO4、PbO2废旧铅蓄电池的铅膏中回收铅资源，通过如图流程可知“脱硫”时利用了沉淀转化原理，将PbSO4转化为PbCO3，便于后面的酸浸，在“酸浸”时H2O2将PbO2还原，最终铅元素全部转化为可溶性的Pb(Ac)2，“沉铅”时将Pb(Ac)2转化为Pb(OH)2，最后Pb(OH)2加热得到PbO。
A．在“脱硫”工艺中，PbSO4与 Na2CO3溶液反应生成更难溶的PbCO3，同时生成Na2SO4留在滤液中将硫除去，A正确；
B．“酸浸”中PbO2通过和H2O2、HAc反应转化为Pb(Ac)2，同时“脱硫”工艺中生成的PbCO3与醋酸反应也生成Pb(Ac)2，故发生的反应有PbCO3+2HAc=Pb(Ac)2+CO2↑+H2O，B正确；
C．H2O2本身易分解，故“酸浸”中H2O2会分解，为保证PbO2反应彻底，H2O2应适当过量，C正确；
D．“沉铅”时生成Pb(OH)2，由于Pb(OH)2性质类似Al(OH)3，若氢氧化钠过量，会导致溶解，反而不利于“沉铅”，故D错误；
故答案选D。
11．可从铅蓄电池中回收铅，实现铅的再生。在工艺中得到含的电解液，电解溶液后生成Pb，如图所示，下列说法错误的是
A．一段时间后，阳极附近明显增大
B．阴极的电极反应方程式：
C．每转移电子，阴极质量增加
D．浓度下降后可在阴极区加入，实现电解液的继续使用
【答案】A
【详解】利用电解原理从铅蓄电池中回收铅，左侧电极为阳极，H2O失电子生成O2和H+；右侧电极为阴极，得电子生成Pb和Cl-。
A．阳极的电极反应式为，阳极附近明显减小，A错误；
B．由分析可知，右侧电极为阴极，得电子生成Pb和Cl-，电极反应方程式为，B正确；
C．由可知，每转移电子，阴极生成，质量增加，C正确；
D．阴极电解一段时间后溶液为和的混合溶液，根据题意向阴极区加粗品，与H+、Cl-反应生成，可恢复其浓度且实现物质的循环利用，D正确；
故选A。
12．从废旧铅酸蓄电池的铅膏中回收铅的工艺流程如图所示(流程中部分产物已经略去)。查阅资料显示：、；、为可溶于水的强电解质。下列说法错误的是
A．步骤i使用的物质a具有还原性
B．步骤ii的实验操作中需用到玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗
C．步骤iii反应的离子方程式是
D．工业上用和混合溶液作电解液，用电解法实现粗铅的提纯，可在阳极得到纯铅
【答案】D
【详解】由题给流程可知，铅膏中二氧化铅与二氧化硫反应得到硫酸铅，故物质a为二氧化硫；硫酸铅与碳酸铵溶液反应生成碳酸铅和硫酸铵，过滤（步骤ii）得到碳酸铅；碳酸铅与过量氟硅酸溶液反应得到氟硅酸和氟硅酸铅的混合溶液，据此分析解题。
A．步骤i使用的物质a为二氧化硫，具有还原性，A正确；
B．步骤ii为过滤操作，实验操作中需用到玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗，B正确；
C．为可溶于水的强电解质，及可拆分，该反应的产物为，步骤iii反应的离子方程式是，C正确；
D．电解池中阳极失去电子发生氧化反应，但是Pb2+需要得电子转化为Pb，D错误；
故选D。
13．铟(In)是制造半导体、电光源等的重要材料。工业上从冶金废料中提取的粗铟中含有锌杂质。以溶液为电解质溶液，用电解法精炼铟的装置如图1所示。
已知：①铟和铝位于同主族，性质与铝相似。
②在金属活动性顺序表中，铟排在锌之后；锌、铟的相对原子质量分别为65、115。
③超钠电池放电时电池反应为。(电解质溶液中溶剂为有机溶剂)
下列叙述正确的是
A．M极为阴极
B．超钠电池放电时，a极的电极反应式为
C．精炼铟一段时间后，M极净减的质量等于纯铟极净增的质量
D．精炼过程中，用图2可表示电解质溶液中与时间的变化关系
【答案】B
【详解】A．电解法精炼铟纯铟作阴极，则M极为阳极，故A错误；
B．M极为阳极，则a为超钠电池的正极，放电时，正极发生还原反应，则a极的电极反应式为，故B正确；
C．铟排在锌之后，精炼铟时，M极先氧化锌，锌的相对原子质量小于铟，若转移6ml电子，溶解3ml锌时阳极质量减少195g，析出2ml铟时阴极质量净增230g，M极净减的质量小于纯铟极净增的质量，故C错误；
D．由于开始时粗铟中锌被氧化，因此电解的前一段时间内电解质溶液中铟离子浓度逐渐减小，当锌溶解完后，阳极上溶解铟，阴极上析出铟，电解质溶液中铟离子浓度保持不变，与图2不符，故D错误；
选B。
14．铋()和铟均属于新型半导体材料，从某富铋、铟渣(含和中提炼铋、铟的部分流程如下。
已知：每ag富铋、铟渣能提炼铋；萃取剂在酸性溶液中可萃取三价金属离子。
下列说法正确的是
A．“酸浸”时可直接利用的硫酸
B．“转化”时发生反应的离子方程式为
C．每制备，会有被还原
D．若流程中铋无损失，原富铋、钢渣中的质量分数为
【答案】D
【详解】由流程来看，开始酸浸时，除去了Fe2O3，而Bi2O3、In2O3进入滤渣1中，再用75%的硫酸酸溶，In2O3溶解进入滤液2中，而Bi2O3转化为沉淀，向沉淀中加入盐酸、食盐将其转化为BiCl3溶液，再向BiCl3溶液中加入Zn得到Bi，而滤液2经过一系列操作得到InCl3溶液，向InCl3溶液中加入Zn得到In；
A．“酸浸”时若直接利用的硫酸，无法分离和，故A项错误；
B．由题给流程可知，难溶于水，离子方程式为：，故B项错误；
C．制备In的反应为：2In3++3Zn=3Zn2++2In，每制备，会有被氧化，故C项错误；
D．的铋对应的质量为，若流程中铋无损失，原富铋、铟渣中的质量分数为，故D项正确；
故本题选D。
15．锡碲渣废料(主要成分为SnO、TeO，还含有少量铁、砷、铅等元素的氧化物)为原料，制备锡酸钠晶体和碲的工艺流程如下。已知水碎液中溶质主要成分为、、、；碱性条件下，锡酸钠在水中的溶解度随温度的升高而减小。下列说法正确的是
A．SnO、TeO是酸性氧化物
B．“除铅”时，主要反应的化学方程式为
C．制备锡酸钠的过程中，铁元素是在溶析结晶过程中除去的
D．经“溶析结晶”获得产品的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥
【答案】B
【详解】锡碲渣废料(主要成分为SnO、TeO，还含有少量铁、砷、铅等元素的氧化物)在通入空气的情况下用氢氧化钠碱浸，生成的溶质的主要成分为Na2SnO3、Na3AsO4、Na2PbO2、Na2TeO3的水碎液，只有铁的氧化物未溶解，所以铁的氧化物就成为水碎渣；往水碎液中加入氢氧化钡将As元素转化为Ba3(ASO4)2过滤除去,滤液中加硫化钠将Pb转化为PbS沉淀；过滤后所得滤液中加入过氧化氢，将Na2TeO3氧化为Na2TeO4；过滤后向所得滤液中加入氢氧化钠，再经过溶析结晶得到Na2SnO3晶体；Na2TeO4沉淀加浓盐酸溶解后，再通入二氧化硫还原得Te单质。
A．SnO、TeO都能和碱反应，同时两者作为金属氧化物也能和酸反应，所以SnO、TeO是两性氧化物，故A错误；
B．“除铅”时，Na2PbO2与硫化钠反应生成硫化铅沉淀，主要反应的化学方程式为，故B正确；
C．制备锡酸钠的过程中，锡碲渣废料用氢氧化钠碱浸时，只有铁的氧化物未溶解，所以铁的氧化物就成为水碎渣，即铁元素不是在溶析结晶过程中除去的，故C错误；
D．由题意可知在碱性条件下，锡酸钠在水中的溶解度随温度的升高而降低，则“溶析结晶”获得产品的操作为浓缩、结晶、过滤、洗涤和干燥，不能进行降温结晶，故D错误；
故答案为：B。
二、非选择题：本题共5小题，共55分。
16．四氯化锡()是一种无机化合物，主要用于有机合成脱水剂、分析试剂、电镀工业等。其中传统的实验室制法为金属锡氯化法，通过锡和干燥的氯气反应制得。
已知：①遇水强烈水解，产生大量白烟；
②Sn易被氧化，可以和盐酸发生反应：；③的熔点为-33℃，沸点为114℃。请回答下列问题：
(1)A中盛放浓盐酸的仪器名称为 ，写出X中发生反应的离子方程式： 。
(2)装置的连接顺序为 (按气流方向，用大写字母表示)，碱石灰的作用是 。
(3)反应开始前应先点燃A处酒精灯，再点燃D处酒精灯，其目的是 。
(4)某化学兴趣小组对传统方法进行改进，用廉价易得的和氯化亚砜()反应，制得了无水，实验装置如图(夹持和加热装置省略)。在圆底烧瓶中加入已碾碎的晶体，逐渐升温使之熔融，用分液漏斗缓慢加入液体，与反应，过程中会产生大量的HCl和气体。
①的分子结构模型可能为 (填标号)。
A． B． C．
②与反应的化学方程式为 。
【答案】
(1)分液漏斗 MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(2)AECDB 吸收尾气中的氯气，同时防止空气中的水蒸气进入收集装置D与SnCl4反应
(3)用Cl2将装置中的空气排尽，防止水蒸气干扰实验
(4)A SnCl4∙5H2O+5SOCl2SnCl4+10HCl↑+5SO2↑
【详解】A中生成氯气，MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，E中饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl，C中浓硫酸吸收Cl2中混有的H2O，干燥纯净的Cl2进入D中与熔融锡进行反应生成四氯化锡，D右边的蒸馏烧瓶在冷水中收集SnCl4，直形冷凝管Y可以将挥发出的SnCl4冷凝到烧瓶中，由于SnCl4遇水强烈水解，Y后接B，作用是吸收尾气中的氯气，同时防止空气中的水蒸气进入收集装置D处与SnCl4反应。
（1）由仪器的外形可知，A中盛放浓盐酸的仪器名称为分液漏斗；X中用MnO2和浓HCl制备Cl2，离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；
（2）根据分析，装置的连接顺序为AECDB；碱石灰的作用是吸收尾气中的氯气，同时防止空气中的水蒸气进入收集装置D与SnCl4反应；
（3）先点燃A处酒精灯，可生成Cl2，Cl2进入后续装置可将装置中的空气排尽，防止生成的SnCl4与水发生水解；
（4）①SOCl2分子中心原子的价层电子对数为3+×(6-2×1-1×2)=4，采用sp3杂化，空间构型为三角锥形，根据原子半径O＜Cl＜S，可得SOCl2的结构可能为A；
②SnCl4∙5H2O与SOCl2反应的化学方程式SnCl4∙5H2O+5SOCl2SnCl4+10HCl↑+5SO2↑。
17．工业从低品位锗矿中提取精锗，使用分步升温的方法：
(1)验证矿石中的锗元素可使用的方法为 。
A．原子发射光谱法 B．红外光谱法 C．X射线衍射
(2)既能和强酸反应，也能与强碱反应，由此推测是 氧化物。
已知矿中含有、煤焦油、等杂质，相关物质的熔、沸点如下表所示：
(3)使用分段升温的原因是 。
(4)下图为在不同温度下，使用不同浓度的真空还原时，元素的萃出率，图可知真空还原采用的最佳温度及浓度为_______。
A．，2.5%B．，5.0%C．，2.5%D．，2.5%
(5)真空还原阶段用除，产物还有等生成，写出该阶段的化学方程式 。
采用滴定法测定样品中元素含量的方法如下：准确称取含锗矿石粉末，置于圆底烧瓶中。加入浓盐酸和溶液，加热至微沸(溶解)冷却后，加入，搅拌至溶液变为无色。将溶液转移至锥形瓶，用稀盐酸冲洗烧瓶并入锥形瓶中，加入磷酸，冷却溶液至以下(冰水浴)，用橡胶塞密封锥形瓶。向锥形瓶中加入淀粉溶液作为指示剂。用标准溶液滴定至滴定终点。记录消耗的体积为。
(还原)
(主反应)
(终点反应)
(6)装置a名称为_______。
A．锥形瓶 B．恒压滴液漏斗C．球形冷凝管D．滴定管
(7)滴定终点时，颜色由 变为 ，半分钟不褪色。
(8)滴定时为什么要用橡胶塞塞紧锥形瓶 ？(真空还原)
(9)已知，求样品(固体)中元素的质量分数【纯度】 (用c、V、m表示)。
(10)滴定结果纯度偏大，可能的原因是_______。
A．未用标准溶液润洗滴定管
B．未用将样品从冷凝管中洗入锥形瓶(仪器a)
C．滴定结束后，在滴定管尖嘴处出现气泡
D．在常温下滴定(未保持在以下滴定)
【答案】
(1)A
(2)两性
(3)①在焙烧可除去矿石中的、煤焦油、等杂质，将元素氧化为；②真空还原阶段，升温到，升华蒸出
(4)C
(5)
(6)C
(7)无色 浅蓝色
(8)实验盖紧塞子防止被氧化【隔绝氧气，避免被氧化为(否则导致滴定结果偏低)】
(9)
(10)AD
【详解】低品位锗矿焙烧得到，然后加入真空还原为，经过多步反应得到Ge；
滴定实验的步骤是：滴定前的准备：滴定管；查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录；锥形瓶：注液体→记体积→加指示剂；滴定：眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化；终点判断：记录数据；数据处理：通过数据进行计算；
（1）可以通过原子发射光谱法可检验物质中所含元素，故选A；
（2）既能和酸又能和碱反应生成盐和水的氧化物属于两性氧化物；既能和强酸反应，也能与强碱反应，由此推测是两性氧化物；
（3）①在焙烧可除去矿石中的、煤焦油、等杂质，将元素氧化为；②真空还原阶段，升温到，升华蒸出；使用分段升温，可以除去杂质，能得到较纯的；
（4）由图，，使用2.5%的真空还原时，元素的萃出率几乎为100%，此时能节约能源和原料；
（5）真空还原阶段用除，产物还有、、等生成，反应中Ge化合价由+4变为+2、P化合价由+1变为+5，结合电子守恒，该阶段的化学方程式：；
（6）由图，装置a名称为球形冷凝管，故选C；
（7）根据已知，碘酸根离子和Ge2+反应生成碘离子，当Ge2+反应完，碘酸根就会和生成的I-反应得到碘单质遇溶液中淀粉变蓝，则实验滴定终点时，颜色由无色变为浅蓝色，半分钟不褪色。
（8）空气中氧气具有氧化性，实验盖紧塞子防止被氧化（或绝氧气，避免被氧化为，否则导致滴定结果偏低），从而产生滴定误差；
（9）由题干反应结合Ge元素守恒，存在，则样品(固体)中元素的质量分数；
（10）A．未用标准溶液润洗滴定管，导致标准液浓度偏低，用量增大，使得测得结果偏大；
B．未用将样品从冷凝管中洗入锥形瓶(仪器a)，导致Ge元素损失，使得测得结果偏低；
C．滴定结束后，在滴定管尖嘴处出现气泡，导致标准液用量读数减小，使得测得结果偏小；
D．在常温下滴定(未保持在以下滴定)，可能被标准液氧化，使得标准液用量增大，测得结果偏大；
故选AD。
18．三甲基镓是一种重要的半导体材料前驱体。实验室以镓镁合金、碘甲烷等为原料制备，实验主要装置和步骤如下：
向三颈烧瓶中加入镓镁合金、碘甲烷和乙醚(用表示)，加热(55℃)并搅拌。蒸出低沸点有机物后减压蒸馏，收集。向中逐滴滴加三正辛胺(用表示)，室温下搅拌，并用真空泵不断抽出蒸气，制得。将置于真空中加热，蒸出。
已知：①常温下，为无色透明的液体，易水解，在空气中易自燃。
②相关物质的沸点信息如下表：
回答下列问题：
(1)仪器a的名称是 ；制备时，需在真空中加热的原因是 。
(2)三颈烧瓶中除生成外，还有和生成，该反应的化学方程式为 。
(3)用真空泉不断抽出蒸气，有利于生成的理由是 (用平衡移动原理解释)；与直接分解制备相比，采用“配体交换”工艺制备的产品纯度更高的原因是 。
(4)测定产品的纯度。取样品于锥形瓶中，加入盐酸，至不再产生气泡，加入2滴甲基橙，用溶液滴定剩余盐酸，消耗溶液的体积为，则的质量分数为 (用含的代数式表示)；若滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成，则测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】
(1)(球形)冷凝管 防止与空气中的反应
(2)
(3)，将乙醚蒸气抽出，使平衡正向移动 NR3与的沸点相差更大，易于分离
(4) 偏高
【详解】利用碘甲烷CH3I和乙醚及反应生成，加入将其转化为，与的沸点相差更大，可蒸馏分离，易水解，在空气中易自燃，烧杯中应加入浓硫酸；
（1）仪器a的名称是(球形)冷凝管，已知易水解，在空气中易自燃，制备时，需在真空中加热的原因是防止与空气中的、反应；
（2）三颈烧瓶中碘甲烷CH3I和乙醚及反应生成外，还有和生成，该反应的化学方程式为；
（3）与反应生成和蒸气存在转化平衡：，用真空泵不断抽出蒸气，减少乙醚蒸气浓度，使平衡正向移动，有利于生成；用“配体交换”工艺与反应生成，由表可知与的沸点相差更大，易于分离，能制备纯度更高的；
（4）NaOH与HCl按物质的量1:1反应，与反应的n(HCl)= ，盐酸与反应方程式为+3HCl=GaCl3+3CH4↑，样品中n[]=n(HCl)= ，样品中m[]=，则的质量分数为；若滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成，测定的NaOH溶液体积偏小，则与反应的盐酸物质的量偏多，计算得的质量偏多，则测定结果偏高。
19．铟(，IIIA族)的化合物硒铟铜(，)是一种重要的半导体材料，制备流程如下：
已知：①为细粉状晶体，难溶于水，、均易溶于水与乙二醇，酸浸时杂质不溶解。
②，。
请回答：
(1)下列说法正确的是_______。
A．步骤①中焙烧前通常先将矿石粉碎
B．步骤②中酸浸选用的酸可以用硫酸或盐酸
C．步骤③中一定会用到蒸发皿
D．步骤③中的干燥方法不能用高温烘干
(2)步骤②酸浸时，如果控制溶液，能否得到溶液？ (填“能”或“不能”)，请结合计算分析原因 。(溶液中离子浓度低于视作不存在)
(3)步骤④、⑤均在如图装置中完成(夹持、加热与搅拌装置均省略)，下列说法不正确的是_______。
A．装置a的名称是三颈烧瓶
B．通入气体的目的是排出装置内的空气，防止被氧化
C．步骤⑥中固液分离时为提高产率，可用多层滤纸进行过滤
D．步骤⑥中的洗涤操作可以选用蒸馏水做洗涤剂
(4)步骤⑥洗涤时需要检验固体表面的杂质离子是否洗净，具体步骤包含在如下操作中：
a.在滤液中滴入硝酸酸化的硝酸银溶液
b.如有沉淀生成，则证明产品中仍含有
c.如无沉淀生成，则证明产品中不含
d.取少量产品投入盛有蒸馏水的烧杯中，过滤并取滤液
e.取最后一次洗涤后的滤液于烧杯中
请排序： (填字母序号)。
(5)半导体材料的导电能力与晶体中化学键的共价性密切相关，将铜铟硒中的替换为，得到另一种半导体材料铜铝硒，两种半导体具有相同的黄铜矿型结构，但导电能力更弱，请从化学键角度解释原因 。
【答案】
(1)AD
(2)不能 使用的计算后离子为时，约为4，故时溶液中几乎不存在，不可能得到制备所需的溶液
(3)BC
(4)eac
(5)与相比，的电负性更大，与形成的化学键共价性相对较强，电子云更集中在键合区域，电子在晶体中的传导相对较困难，形成的半导体导电性更弱
【详解】将含矿石焙烧得到及杂质，用盐酸酸浸焙烧后的矿石，得到含InCl3溶液，再结晶干燥得到晶体，在特定装置中，加入、后在乙二醇中加热反应一段时间，反应结束后进行固液分离，洗涤干燥得到晶体。
（1）A. 步骤①中焙烧前通常先将矿石粉碎，可增大矿石与空气的接触面积，加快反应速率，使反应更充分，A正确；
B. 因为最终要得到溶液，若用硫酸酸浸会引入杂质，而用盐酸酸浸不会引入新的杂质，所以酸浸选用的酸可以用盐酸，不能用硫酸，B错误；
C. 步骤③从溶液结晶干燥得到晶体，不一定会用到蒸发皿，C错误；
D. 晶体高温烘干时可能会失去结晶水，所以步骤③中的干燥方法不能用高温烘干，D正确；
（2）时，根据，可得：，溶液中几乎不存在，不能得到制备所需的溶液；
（3）A. 装置a的名称是三颈烧瓶，A正确；
B. 通入气体的目的是排出装置内的空气，防止被氧化，B错误；
C. 为细粉状晶体，用多层滤纸过滤可能会使部分产品吸附在滤纸上造成损失， C错误；
D. 难溶于水，步骤⑥中的洗涤操作可以选用蒸馏水做洗涤剂，D正确；
（4）要检验固体表面的是否洗净，应取最后一次洗涤后的滤液进行检验，在滤液中滴入硝酸酸化的硝酸银溶液，如无沉淀生成，则证明产品中不含，所以操作顺序为eac；
（5）半导体材料的导电能力与晶体中化学键的共价性密切相关，的电负性比大，与形成的化学键共价性相对较强，电子云更集中在键合区域，电子在晶体中的传导相对较困难，因此导电能力更弱。
20．某厂的高铟、高铅烟灰(In2O3、In2S3、PbO、Fe2O3、ZnO)可提取铟和铅，工艺流程如图：
已知：i．In3+与Al3+性质相似，易水解。
ii．Ksp(PbCl2)=3.2×10-5、Ksp(PbCO3)=1.2×10-14、Ksp[Pb(OH)2]=2.0×10-15。
iii．In3+能被有机萃取剂P204(简称H2A2)萃取，其萃取原理可表示为
In3+(水层)+3H2A2(有机层)⇌InA3·3HA(有机层)+3H+(水层)。
回答下列问题：
(1)“高温酸浸”后滤渣除二氧化锰外还有 ，该操作中硫元素被氧化为硫酸根，In2S3反应的化学方程式为 。
(2)室温时，向结晶产物PbCl2固体中加入NH4HCO3溶液，并加入氨水调节pH进行脱氯碳化。“脱氯碳化”过程中，为避免Pb(OH)2的生成，应将pH控制在 以下；灼烧过程中，将80.1mg PbCO3在氩气中加热分解(气体产物只有CO2)，316℃时，剩余固体的质量为71.3mg，此时固体n(Pb)：n(C)= 。
(3)“系列操作”含如下步骤：
①萃取前加入Na2SO3预处理可提高铟的纯度，可能的原因是 。
②关于萃取与反萃取，下列说法错误的是 (填标号)。
A．pH越大萃取效果越好
B．有机相经处理后可以循环利用
C．萃取与反萃取原理相同，均利用了溶质在溶剂中溶解性的不同
③反萃取时，有机相与水相体积比和反萃取率、水相中铟浓度的关系如图所示，操作时选择有机相和水相的体积比为 ；所需玻璃仪器为 。
【答案】
(1)PbSO4
(2)7.5 3：1
(3)P204可以萃取Fe3+，不能萃取Fe2+，Na2SO3还原Fe3+为Fe2+，防止Fe3+被萃取 AC 4：1 烧杯、分液漏斗
【详解】高铟、高铅烟灰(In2O3、In2S3、PbO、Fe2O3、ZnO)加入MnO2和稀硫酸，PbO转化PbSO4，浸取渣含有PbSO4、MnO2，滤液中含有In3+、Fe3+、Zn2+、Mn2+，萃取分离出有机液含In(HA2)3，加盐酸反萃取得到溶液含HInCl4，置换时加Zn发生3Zn+2HInC14═2In+3ZnCl2+2HCl，从而得到海绵铟，PbSO4、MnO2用HCl和NaCl混合溶液浸出，过滤得到MnO2，PbSO4转化为PbCl2，向结晶产物PbCl2固体中加入NH4HCO3溶液，并加入氨水调节pH进行脱氯碳化，灼烧PbCO3生成PbO，还原PbO得到Pb，以此来解答。
（1）由分析可知，“高温酸浸”后滤渣除二氧化锰外还有PbSO4，该操作中硫元素被MnO2氧化为硫酸根，MnO2转化为Mn2+，根据得失电子守恒和原子守恒配平In2S3反应的化学方程式为：。
（2）“脱氯碳化”过程中，PbCl2转化为Pb(OH)2时，需要满足：Ksp(PbCl2)=Ksp[Pb(OH)2]×，=，PbCl2饱和溶液中2c(Cl-)=c(Pb2+)，则c(Cl-)= ，则c(OH-)= =10-6.5ml/L，c(H+)==10-7.5ml/L，pH=7.5，则“脱氯碳化”过程中，为避免Pb(OH)2的生成，应将pH控制在7.5以下；80.1mg PbCO3的物质的量为，PbCO3在氩气中加热分解(气体产物只有CO2)，可得关系式：，故时固体减少的质量即生成CO2的质量，n(CO2)=，剩余固体中。
（3）①萃取前加入Na2SO3预处理可提高铟的纯度，可能的原因是P204可以萃取Fe3+，不能萃取Fe2+，Na2SO3还原Fe3+为Fe2+，防止Fe3+被萃取；
②A．pH越大，c(OH-)越大，可能导致Fe3+转化为氢氧化铁胶体，吸附In3+造成损失，A错误；
B．有机相经反萃取处理后又生成有机萃取剂，可以循环利用，B正确；
C．加入P204进行萃取，使In3+(水层)+3H2A2(有机层)⇌InA3·3HA(有机层)+3H+(水层)正向移动，加入HCl反萃取，使In3+(水层)+3H2A2(有机层)⇌InA3·3HA(有机层)+3H+(水层)逆向移动，应用了平衡移动的原理，与溶质在溶剂中溶解性无关，C错误；
故选AC；
③由图可知，反萃取中有机相和水相的体积比为4：1时，反萃取率较高，反萃取效果最好，然后经过分液分类出水相，所需玻璃仪器为烧杯、分液漏斗。
讲义
夯基·知识精讲
【知识点1】镓及其化合物+5道例题
【知识点2】锗及其化合物+5道例题
【知识点3】铟及其化合物+5道例题
【知识点4】铅及其化合物+5道例题
【知识点5】锡及其化合物+5道例题
练习
提能·课后精练
选择题： 15 题
非选择题： 5 题
建议时长： 75 分钟
实际时长： 分钟
单质
（1）常温下，铟表面存在氧化层，导致其化学性质不活泼。
（2）常温下，铟可以和氯气和溴反应，高温下，可以与O2、S、P、As等非金属直接化合。
氧化物和
氢氧化物
（1）In2O3和In(OH)3几乎无两性表现，In2O3溶于酸，但不溶于碱。
（2）In(OH)3微热时脱水，生成氧化物：2In(OH)3In2O3+3H2O
铟的制备
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。
开始沉淀
5.4
7.1
1.7
3.5
7.2
完全沉淀
6.4
8.9
2.8
4.8
8.7
与非金属反应
a．常温时Pb在空气中稳定存在，但表面易形成PbO和Pb2(OH)2CO3保护膜而不易被腐蚀。
2Pb＋O2＋CO2===Pb2(OH)2CO3
b．与O2反应：熔融的铅空气反应生成 "%E4%B8%80%E6%B0%A7%E5%8C%96%E9%93%85/2653025" \t "%E9%93%85/" 一氧化铅，将铅在纯氧中加热可得 "%E4%BA%8C%E6%B0%A7%E5%8C%96%E9%93%85/10222801" \t "%E9%93%85/" 二氧化铅
c．易和卤素、硫化合，生成PbCl4、PbI2、PbS。
与酸反应
a．Pb与稀盐酸可以缓慢反应，但因生成难溶的PbCl2覆盖反应物而使反应终止：
Pb＋2HCl===PbCl2↓＋H2↑；
b．加热条件下与浓盐酸反应生成氢气：Pb＋4HCl(浓)H2[PbCl4]＋H2↑
c．在氧气存在时可以溶于醋酸，生成弱电解质Pb(CH3COO)2
2Pb＋4CH3COOH＋O2===2Pb(CH3COO)2＋2H2O
d．与浓、稀硝酸反应——硝酸不能将Pb氧化到+ 4价态
Pb＋4HNO3(浓)===Pb(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Pb＋8HNO3(稀)===3Pb(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
与碱反应
Pb＋2OH－===PbOeq \\al(2－,2)＋H2↑
PbO
黄丹，又名密陀僧，药材。溶于HNO3或CH3COOH中成可溶性Pb(II)盐。
PbO为两性氧化物，既能溶于酸又能溶于碱。
PbO＋2HCl===PbCl2＋H2O
PbO＋2NaOH＋H2O===Na2[Pb(OH)4]
PbO2
棕黑色，有强氧化性，是常用的强氧化剂。
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①与H2O2反应：PbO2＋H2O2＋2 H+===Pb2+＋O2↑＋2H2O)
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②与浓盐酸反应：PbO2＋4HClPbCl2＋Cl2↑＋2H2O
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③可以将Mn2+氧化为MnOeq \\al(－,4)：5PbO2＋2Mn2+＋4H+===5Pb2+＋2MnOeq \\al(－,4)===2H2O
④PbO2制备[要在碱性条件下制备，用浓硝酸不能制得Pb(IV)]：
Pb(OH)eq \\al(－,3)＋ClO－=PbO2＋Cl－＋OH－＋H2O
Pb3O4
红丹，又名铅丹。可以认为是Pb(II))2Pb(IV))O4可看作2 PbO•PbO2 ，高温下分解，不溶于水，溶于热碱溶液，溶于酸时表现出氧化性。
Pb3O4＋8HCl===3PbCl2＋Cl2↑＋4H2O
物质
SnF4
SnCl4
SnBr4
SnI4
熔点/℃
442
-34
29
143
熔点/℃
-49.5
26
146
煤焦油
熔点
升华
沸点
物质
沸点/℃
55.8
40.3
34.5
365.8