Question

5．門捷列夫在研究周期表時預言了包括“類鋁”、“類硅”在內的11種元素．
（1）門捷列夫預言的“類硅”，多年后被德國化學家文克勒發現，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．根據鍺在周期表中處于金屬和非金屬分界線附近，預測鍺單質的一種用途是用作半導體材料．
③硅和鍺單質分別與H₂反應時，反應較難進行的是鍺（填“硅”或“鍺”）．
（2）“類鋁”在門捷列夫預言4年后，被布瓦博德朗在一種礦石中發現，命名為鎵（Ga）．
①由鎵的性質推知，鎵與鋁同主族，且位于鋁的下一周期．試從原子結構的角度解釋鎵與鋁性質相似的原因它們原子的最外層電子數都是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，設計實驗時，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，應處于第四周期第ⅣA族；處于金屬和非金屬分界線附近，表現一定的金屬性、非金屬性，可以用作半導體材料；
③非金屬性越強，與氫氣反應越容易；
（2）①Al與Ga處于同主族，最外層電子數相同，具有相似的化學性質；Ga的金屬性比Al強，應采取電解法冶煉；
②利用Ga（OH）₃是否溶于強酸、強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，應處于第四周期第ⅣA族；處于金屬和非金屬分界線附近，表現一定的金屬性、非金屬性，可以用作半導體材料，
故答案為：第四周期第ⅣA族；用作半導體材料；
③非金屬性Si＞Ge，非金屬性越強，與氫氣反應越容易，故Ge與氫氣反應較難，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都是3個，具有相似的化學性質；Ga的金屬性比Al強，應采取電解法冶煉，
故答案為：它們原子的最外層電子數都是3個；電解法；
②GaCl₃溶液與NaOH溶液反應生成Ga（OH）₃，再利用Ga（OH）₃是否溶于強酸、強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．

點評 本題考查結構性質位置關系應用，側重同主族元素化合物性質相似性與遞變性考查，難度不大，注意基礎知識的理解掌握．