5.門捷列夫在研究周期表時預(yù)言了包括“類鋁”、“類硅”在內(nèi)的11種元素.
(1)門捷列夫預(yù)言的“類硅”,多年后被德國化學(xué)家文克勒發(fā)現(xiàn),命名為鍺(Ge).
①已知主族元素鍺的最高化合價為+4價,其最高價氧化物的水化物為兩性氫氧化物.試比較元素的非金屬性Si>Ge(用“>”或“<”表示).
②若鍺位于硅的下一周期,寫出“鍺”在周期表中的位置第四周期第ⅣA族.根據(jù)鍺在周期表中處于金屬和非金屬分界線附近,預(yù)測鍺單質(zhì)的一種用途是用作半導(dǎo)體材料.
③硅和鍺單質(zhì)分別與H2反應(yīng)時,反應(yīng)較難進(jìn)行的是鍺(填“硅”或“鍺”).
(2)“類鋁”在門捷列夫預(yù)言4年后,被布瓦博德朗在一種礦石中發(fā)現(xiàn),命名為鎵(Ga).
①由鎵的性質(zhì)推知,鎵與鋁同主族,且位于鋁的下一周期.試從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋鎵與鋁性質(zhì)相似的原因它們原子的最外層電子數(shù)都是3個.冶煉金屬鎵通常采用的方法是電解法.
②為判斷Ga(OH)3是否為兩性氫氧化物,設(shè)計實(shí)驗(yàn)時,需要選用的試劑有GaCl3溶液、NaOH溶液和稀硫酸或鹽酸.

分析 (1)①同主族自上而下元素的非金屬性減弱;
②鍺位于硅的下一周期,應(yīng)處于第四周期第ⅣA族;處于金屬和非金屬分界線附近,表現(xiàn)一定的金屬性、非金屬性,可以用作半導(dǎo)體材料;
③非金屬性越強(qiáng),與氫氣反應(yīng)越容易;
(2)①Al與Ga處于同主族,最外層電子數(shù)相同,具有相似的化學(xué)性質(zhì);Ga的金屬性比Al強(qiáng),應(yīng)采取電解法冶煉;
②利用Ga(OH)3是否溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿判斷其是否是兩性氫氧化物.

解答 解:(1)①同主族自上而下元素的非金屬性減弱,故非金屬性Si>Ge,故答案為:>;
②鍺位于硅的下一周期,應(yīng)處于第四周期第ⅣA族;處于金屬和非金屬分界線附近,表現(xiàn)一定的金屬性、非金屬性,可以用作半導(dǎo)體材料,
故答案為:第四周期第ⅣA族;用作半導(dǎo)體材料;
③非金屬性Si>Ge,非金屬性越強(qiáng),與氫氣反應(yīng)越容易,故Ge與氫氣反應(yīng)較難,故答案為:鍺;
(2)①Al與Ga處于同主族,它們原子的最外層電子數(shù)都是3個,具有相似的化學(xué)性質(zhì);Ga的金屬性比Al強(qiáng),應(yīng)采取電解法冶煉,
故答案為:它們原子的最外層電子數(shù)都是3個;電解法;
②GaCl3溶液與NaOH溶液反應(yīng)生成Ga(OH)3,再利用Ga(OH)3是否溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿判斷其是否是兩性氫氧化物,故需要的試劑還有:NaOH溶液、稀硫酸或鹽酸,
故答案為:NaOH溶液;稀硫酸或鹽酸.

點(diǎn)評 本題考查結(jié)構(gòu)性質(zhì)位置關(guān)系應(yīng)用,側(cè)重同主族元素化合物性質(zhì)相似性與遞變性考查,難度不大,注意基礎(chǔ)知識的理解掌握.

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