【題目】氮化鎵(GaN)被稱為第三代半導體材料,其應用取得了突破性的進展。一種鎳催化法生產(chǎn)GaN的工藝如圖:

(1)“熱轉(zhuǎn)化Ga轉(zhuǎn)化為GaN的化學方程式是_____。

(2)“酸浸的目的是_____操作Ⅰ中包含的操作是_____。

某學校化學興趣小組在實驗室利用圖裝置模擬制備氮化鎵:

(3)儀器X中的試劑是_____,儀器Y的名稱是_____,裝置G的作用是_____

(4)加熱前需先通入一段時間的H2,原因是_____。

(5)取某GaN樣品m克溶于足量熱NaOH溶液,發(fā)生反應 GaN+OH+H2OGaO2-+NH3,用H3BO2溶液將產(chǎn)生的NH3完全吸收,滴定吸收液時消耗濃度為c mol/L的鹽酸V mL,則樣品的純度是_____。(已知:NH3+H3BO3=NH3H3BO3;NH3H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3

(6)科學家用氮化鎵材料與銅組裝成如圖所示的人工光合系統(tǒng),成功地實現(xiàn)了用CO2H2O合成CH4,請寫出銅極的電極反應式_____

【答案】2Ga+2NH32GaN+3H2 除去GaN中混有的少量Ni 過濾、洗滌、干燥 濃氨水 球形干燥管 除去未反應完的NH3,防止污染空氣 排除裝置中的空氣,避免空氣與鎵反應產(chǎn)物不純,防止氫氣與氧氣爆炸 % CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O

【解析】

由流程可知,熱轉(zhuǎn)化時GaNH3在高溫條件下反應生成GaNH2;加鹽酸可除去Ni,過濾分離出GaN;由制備裝置可知,AZn與稀硫酸反應生成H2,利用H2將裝置內(nèi)的空氣排出防止金屬被氧化,B中濃硫酸可干燥H2X為氨水,C中制備NH3,Y為堿石灰可干燥NH3,ENH3Ga反應可制備GaN,F可防止倒吸,G中稀硫酸可吸收尾氣,以此來解答。

(1)GaNH3在高溫條件下反應生成GaNH2,反應方程式為2Ga+2NH32GaN+3H2;

(2)“酸浸的目的是除去GaN中混有的少量Ni操作Ⅰ中包含的操作是過濾、洗滌、干燥;

(3)儀器X中的試劑是濃氨水,將氨水滴入盛有CaO的燒瓶中發(fā)生反應制取NH3,儀器Y的名稱是球形干燥管,盛有堿石灰,作用是干燥氨氣;裝置G的作用是吸收過量的氨氣,防止污染環(huán)境;

(4)加熱前需先通入一段時間的H2,原因是排出空氣,防止金屬被氧化,同時防止氫氣與氧氣混合氣體點燃爆炸;

(5)GaN+OH-+H2OGaO2-+NH3、NH3+H3BO3=NH3H3BO3、NH3H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3,可知n(GaN)=n(HCl),則樣品的純度是×100%=%;

(6)根據(jù)圖示可知:Cu是正極,正極上CO2得電子和H+反應生成CH4,因此正極的電極反應式為:CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】已知:

R-CH=CH2+H2O

現(xiàn)以2-甲基丙烷為有機原料,配以其他必要的無機物原料,選擇反應中的主要產(chǎn)物按以下流程合成產(chǎn)品:

請回答:

1)寫出丙烯與氯化氫反應的主要產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式__________________;

2)寫出反應得到產(chǎn)物可能的結(jié)構(gòu)簡式__________________

3)寫出反應類型:反應_________、反應_________

4)寫出 A→B 的反應條件_____;B→C 的化學方程式_____

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列事實,不能用勒夏特列原理解釋的是( 。

A.新制的氯水在光照下顏色變淺

B.H2O2中加入MnO2,產(chǎn)生O2的速度加快

C.合成氨為提高NH3的產(chǎn)率,理論上應采取高壓低溫的條件

D.氨水應密閉保存、放置于低溫處

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【題目】一種釕(Ru)基配合物光敏染料敏化太陽能電池的原理及電池中發(fā)生的主要反應如圖所示。下列說法正確的是

A. 鍍鉑導電玻璃的作用是傳遞I-

B. 電池工作時,光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?/span>X為電池的正極

C. 電池的電解質(zhì)溶液中I-I3-的濃度均不斷減小

D. 電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應2Ru3++3I-═2Ru2++I3-

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】WXY、Z四種短周期元素組成化合物如圖。其中W、Y、Z分別位于三個不同周期,Y核外最外層電子數(shù)是W核外最外層電子數(shù)的二倍,W、XY三種簡單離子的核外電子排布相同。下列說法不正確的是

A.原子半徑:W>X>Y>Z

B.常溫常壓下熔點:W2Y3>X2Y>Z2Y

C.XYYZ均可形成具有漂白性的化合物

D.WX的最高價氧化物的水化物可相互反應

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】研究金屬腐蝕和防腐的原理很有現(xiàn)實意義.

1)甲圖為人教版教材中探究鋼鐵的吸氧腐蝕的裝置,某興趣小組按裝置試驗,導管中液柱的上升緩慢,為更快更清晰地觀察到液柱上升的現(xiàn)象,下列措施錯誤的________(填序號)

A.用純氧氣代替試管內(nèi)空氣

B.用酒精燈加熱試管提高溫度

C.將鐵釘換成鐵粉和炭粉混合粉末

D.換成更細的導管,水中滴加紅墨水

2)為探究鐵釘腐蝕實驗ab兩點所發(fā)生的反應,張老師進行以下實驗,證明鐵發(fā)生電化學腐蝕。請完成表格空白:

實驗操作

實驗現(xiàn)象

實驗結(jié)論

.NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞指示劑

a點附近溶液出現(xiàn)紅色

a點電極反應為_______________

.然后再滴加2~3滴鐵氰化鉀溶液

b點周圍出現(xiàn)藍色沉淀

b點電極反應為_______________

沉淀的化學式為______________

3)孔老師認為僅通過b中現(xiàn)象不能證明鐵發(fā)生了電化學腐蝕,補充進行下列實驗,在實驗幾分鐘后的記錄如下:

實驗

滴管

現(xiàn)象

1.0 mol·L-1NaCl溶液

0.5 molL1K3[FeCN6]溶液

鐵片表面產(chǎn)生大量藍色沉淀

以上實驗表明,K3[FeCN6]具有________

4)趙老師設計下面裝置研究弱酸性環(huán)境中腐蝕的主要形式,測定錐形瓶內(nèi)氣壓和空氣中氧氣的體積分數(shù)隨時間變化見圖,從圖中可分析,t1~t2之間主要發(fā)生_________腐蝕(填吸氧或析氫)

5)金屬陽極鈍化形成保護膜是一種電化學防腐方法,將Fe作陽極置于H2SO4溶液中,一定條件下Fe表面形成致密Fe3O4氧化膜,試寫出該陽極電極反應式_________。

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【題目】奧司他韋是一種高效、高選擇性神經(jīng)氨酸酶抑制劑,是目前治療流感的最常用藥物之一,是公認的抗禽流感、甲型H1N1等病毒最有效的藥物之一也是國家的戰(zhàn)略儲備藥物。也有專家嘗試使用奧司他韋作為抗新型冠狀病毒肺炎藥物。下列說法正確的是(

A.不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色

B.奧司他韋屬于芳香族化合物

C.分子中所有碳原子共平面

D.可以發(fā)生加成反應、加聚反應、氧化反應、取代反應

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)部分螺環(huán)化合物的說法正確的是

A.三種化合物中c中的所有碳原子一定共面

B.bc均可以使溴水和高錳酸鉀溶液褪色,且褪色的原理相同

C.b與乙烯互為同系物

D.a的二氯代物超過9種結(jié)構(gòu)

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】石油是重要的能源和寶貴的資源,人們的衣、食、住、行、用很大程度上直接或間接與石油產(chǎn)品有關(guān)。塑料、合成橡膠、合成纖維三大合成材料,絕大部分靠石油來生產(chǎn)。石油必須經(jīng)過煉制才能使用,石油的煉制主要有分餾、裂化、重整、精制等。

煤是另一種礦物燃料,也是寶貴的資源。它是由有機物和無機物所組成的復雜的混合物。煤的綜合利用有煤的氣化、煤的干餾、煤的液化等。

①煤的氣化是讓固體煤在一定溫度及壓強下與氣化劑(如蒸汽、空氣或氧氣等)發(fā)生一系列化學反應,使煤中的有機物轉(zhuǎn)化為氫氣、甲烷和一氧化碳等氣態(tài)物質(zhì)的過程。②煤的干餾是把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程。煤通過干餾產(chǎn)生焦炭、煤焦油、粗氨水和焦爐氣等,其中煤焦油可以通過分餾制得重要的化工原料。③煤的液化是把煤磨成粉末后和一些燃料油混合,在催化劑作用下加氫,得到的液化產(chǎn)物的過程。此液化產(chǎn)物也稱人造石油。

閱讀上述文字,結(jié)合已學知識,回答下列問題:

(1)下列變化屬于物理變化的是________________________

①石油的分餾;②煤的干餾;③石蠟的催化裂化;④煤的氣化;⑤煤的液化;⑥煤焦油成分的分離。

(2)有下列反應:①由乙烯制乙醇 ②甲烷在空氣中燃燒 ③由氯乙烯制聚氯乙烯 ④丙烯使溴水褪色 ⑤苯與濃硝酸、濃硫酸的混合在50—60℃條件下的反應 ⑥由乙烯制聚乙烯 ⑦乙醇在銅作催化劑條件下與氧氣反應生成乙醛 ⑧乙醇與乙酸反應生成乙酸乙酯。

其中屬于取代反應的是(填序號,下同)_______,屬于氧化反應的是________,屬于聚合反應的是_______,屬于加成反應的是_______。

(3)分子結(jié)構(gòu)中在同一平面上的碳原子數(shù)最多為______個。

(4)石油分餾產(chǎn)品之一的汽油中含有戊烷,戊烷分子式為C5H12。寫出戊烷的所有同分異構(gòu)體_____________

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