Question

7．以碳化硅、氮化鎵（GaN）等為代表的第三代半導(dǎo)體材料具有高發(fā)光效率、抗腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定性好、高強(qiáng)度等特性，是目前最先進(jìn)的半導(dǎo)體材料．
（1）上述各種元素中，原子半徑最小的元素原子的結(jié)構(gòu)示意圖是．
（2）碳化硅中的化學(xué)鍵類型是極性共價鍵．
（3）下列反應(yīng)（或反應(yīng)組）能說明碳的非金屬性強(qiáng)于硅的是ac（選填編號）．
a．SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O→H₂SiO₃+2HCO₃^-
b．SiO₂+2C$\stackrel{高溫}{→}$Si+2CO↑
c．SiH₄$\stackrel{500℃}{→}$Si+2H₂； CH₄$\stackrel{＞100℃}{→}$C+2H₂
d．Si+O₂$\stackrel{900℃}{→}$SiO₂；  C+O₂$\stackrel{300℃}{→}$CO₂
（4）鎵、鋁為同族元素，性質(zhì)相似，現(xiàn)將一塊鎵鋁合金完全溶于燒堿溶液中得到溶液X．已知：

	Al（OH）3	Ga（OH）3
酸式電離常數(shù)Ka	2×10-11	1×10-7
堿式電離常數(shù)Kb	1.3×10-33	1.4×10-34

①氫氧化鎵的電離方程式是Ga³⁺+3OH^-?Ga（OH）₃?GaO₂^-+H⁺+H₂O．
②鎵與燒堿溶液反應(yīng)的離子方程式是2Ga+2OH^-+2H₂O═2GaO₂^-+3H₂↑．
③往X溶液中緩緩?fù)ㄈ隒O₂，最先析出的氫氧化物是Al（OH）₃．
（5）氮化鎵（GaN）性質(zhì)穩(wěn)定，但能緩慢的溶解在熱的NaOH溶液中．該反應(yīng)的化學(xué)方程式是GaN+NaOH+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaGaO₂+NH₃↑．

Answer 1

分析 （1）電子層數(shù)越多，原子半徑越大，電子層數(shù)相同時，原子序數(shù)越大，原子半徑越�。�
（2）不同非金屬原子間形成極性共價鍵；
（3）根據(jù)單質(zhì)之間的置換反應(yīng)、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性、最高價含氧酸的酸性、與氫化合的難易、元素周期律等來比較非金屬性，以此來解答；
（4）①氫氧化鎵與氫氧化鋁的性質(zhì)相似，結(jié)合氫氧化鋁的電離書寫；
②鎵與燒堿溶液反應(yīng)生成GaO₂^-和H₂；
③所得的溶液中存在平衡：H⁺+H₂O+GaO₂^-?Ga（OH）₃，H⁺+H₂O+AlO₂^-?Al（OH）₃，電離平衡常數(shù)越小，越容易析出得到沉淀；
（5）氮化鎵與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氨氣和NaGaO₂．

解答 解：（1）電子層數(shù)越多，原子半徑越大，電子層數(shù)相同時，原子序數(shù)越大，原子半徑越小，則原子半徑最小的是N，其原子的結(jié)構(gòu)示意圖是；
故答案為：；
（2）不同非金屬原子間形成極性共價鍵，則碳化硅中的化學(xué)鍵類型是極性共價鍵；
故答案為：極性共價鍵；
（3）a．SiO₃^2-+2CO₂+2H₂O→H₂SiO₃+2HCO₃^-，說明碳酸的酸性大于硅酸的酸性，則能說明碳的非金屬性強(qiáng)于硅，故正確；
b．SiO₂+2C$\stackrel{高溫}{→}$Si+2CO↑，該反應(yīng)是在高溫條件下的反應(yīng)，不能說明C的非金屬性強(qiáng)于硅，故錯誤；
c．氫化物越穩(wěn)定，其非金屬性越強(qiáng)，SiH₄$\stackrel{500℃}{→}$Si+2H₂； CH₄$\stackrel{＞100℃}{→}$C+2H₂，則能說明碳的非金屬性強(qiáng)于硅，故正確；
d．Si+O₂$\stackrel{900℃}{→}$SiO₂； C+O₂$\stackrel{300℃}{→}$CO₂，不能說明C的非金屬性強(qiáng)于硅，故錯誤；
故答案為：ac；
（4）①氫氧化鎵與氫氧化鋁的性質(zhì)相似，存在酸式電離和堿式電離，氫氧化鎵的電離方程式為：Ga³⁺+3OH^-?Ga（OH）₃?GaO₂^-+H⁺+H₂O，
故答案為：Ga³⁺+3OH^-?Ga（OH）₃?GaO₂^-+H⁺+H₂O；
②鎵與燒堿溶液反應(yīng)生成GaO₂^-和H₂，其反應(yīng)的離子方程式為：2Ga+2OH^-+2H₂O═2GaO₂^-+3H₂↑；
故答案為：2Ga+2OH^-+2H₂O═2GaO₂^-+3H₂↑；
③所得的溶液中存在平衡：H⁺+H₂O+GaO₂^-?Ga（OH）₃，H⁺+H₂O+AlO₂^-?Al（OH）₃，Al（OH）₃的電離平衡常數(shù)更小，故溶液中通入二氧化碳，先析出Al（OH）₃沉淀，
故答案為：Al（OH）₃．
（5）氮化鎵與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氨氣和NaGaO₂，其反應(yīng)的方程式為：GaN+NaOH+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaGaO₂+NH₃↑；
故答案為：GaN+NaOH+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaGaO₂+NH₃↑．

點(diǎn)評 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用、常用化學(xué)用語、電離平衡常數(shù)應(yīng)用，難度中等，（4）中注意根據(jù)氫氧化鋁性質(zhì)進(jìn)行解答，考查了學(xué)生對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力．