Question

5．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(shí)，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?cè)�子的最外層電子�?shù)都是3個(gè)．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(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要選用的試劑有GaCl₃溶液、NaOH溶液和稀硫酸或鹽酸．

Answer 1

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?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：它們?cè)�子的最外層電子�?shù)都是3個(gè)；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(píng) 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(shí)的理解掌握．