Question

【題目】門捷列夫在研究周期表時(shí)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(guó)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(jià)為+4價(jià)，其最高價(jià)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Si的下一周期，寫出“鍺”在周期表中的位置_____。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(cè)鍺單質(zhì)的一種用途是_______.

③硅和鍺單質(zhì)分別與反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)較難進(jìn)行的是_______(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。試寫出鎵原子的結(jié)構(gòu)示意圖____。冶煉金屬鎵通常采用的方法是_____.

②已知Ga(OH)3難溶于水，為判斷Ga(OH)3是否為兩性氫氧化物，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要選用的試劑有GaCl3溶液、________和________.

(3)某同學(xué)閱讀課外資料，看到了下列有關(guān)鍺、錫、鉛三種元素的性質(zhì)描述：

①鍺、錫在空氣中不反應(yīng)，鉛在空氣中表面形成一層氧化鉛；

②鍺與鹽酸不反應(yīng)，錫與鹽酸反應(yīng)，鉛與鹽酸反應(yīng)但生成PbCl2微溶而使反應(yīng)終止：

該同學(xué)查找三種元素在周期表的位置如圖所示：

根據(jù)以上信息推測(cè)，下列描述正確的是______(填標(biāo)號(hào))。

a.鍺、錫、鉛的+4價(jià)的氫氧化物的堿性強(qiáng)弱順序是：Ge(OH)4＜Sn(OH)4＜Pb(OH)4

b.鍺、錫、鉛的金屬性依次減弱；

c. 鍺、錫、鉛的原子半徑依次增大。

Answer 1

【答案】＞ 第四周期第ⅣA族 用作半導(dǎo)體材料 鍺 電解法 NaOH溶液 稀硫酸或鹽酸 ac

【解析】

(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，據(jù)此判斷常見(jiàn)的用途；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)，據(jù)此判斷冶煉方法；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；

(3)根據(jù)同主族元素的金屬性和原子半徑的變化規(guī)律分析判斷。

(1)①同主族自上而下元素的非金屬性減弱，金屬性在增強(qiáng)，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)越容易化合，故Ge與氫氣反應(yīng)較難，故答案為：鍺；

(2)①元素Ga位于Al的下一周期，位于第四周期第ⅢA族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為Al與Ga處于同主族，它們?cè)�子的最外層電子�?shù)都是3個(gè)，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： ；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；

(3)a.同主族元素，從上到下，金屬性增強(qiáng)，所以鍺、錫、鉛的金屬性依次增強(qiáng)，則其對(duì)應(yīng)最高價(jià)氧化物的水化物的堿性依次增強(qiáng)，堿性：Ge(OH)4＜Sn(OH)4＜Pb(OH)4，故a正確；b.同主族從上到下金屬性增強(qiáng)，所以鍺、錫、鉛的金屬性依次增強(qiáng)，故b錯(cuò)誤；c. 同主族元素，從上到下，原子半徑逐漸增大，所以鍺、錫、鉛的原子半徑依次增大，故c正確；故選ac。