镓元素在元素周期表中的位置是                。

第四周期第$\\rm IIIA$族

镓元素在元素周期表中的位置是第四周期第$\rm IIIA$族；

工业上利用炼锌矿渣$\rm [$主要含可溶性铁酸镓$\text{G}{{\text{a}}_{2}}{{\left( \text{F}{{\text{e}}_{2}}{{\text{O}}_{4}} \right)}_{3}}$、铁酸锌$\mathrm{ZnFe}_2 \mathrm{O}_4\rm ]$提取$\text{Ga}$。矿渣经“酸浸”后所得酸浸液含有$\text{Z}{{\text{n}}^{2+}}$、$\text{F}{{\text{e}}^{3+}}$、$\text{G}{{\text{a}}^{3+}}$等离子，经萃取富集其中的镓元素用于后续反应可制备氮化镓晶体。萃取工艺流程如下图所示。

已知：金属离子在该工艺条件下的萃取率$\rm ($进入有机层中的金属离子百分数$\rm )$。

①“酸浸”过程中$\text{G}{{\text{a}}_{2}}{{\left( \text{F}{{\text{e}}_{2}}{{\text{O}}_{4}} \right)}_{3}}$发生的反应的离子方程式为                。

②萃取剂水杨羟肟酸的结构简式如图$\rm 1$所示，萃取时分子中的$\text{N}$、$\mathrm{O}$原子能与金属离子形成稳定的配位键。解释$\text{N}$、$\mathrm{O}$原子能作为配位原子的原因                。

③利用上述工艺，酸浸后的酸浸液应加入固体                $\rm ($填试剂$\rm )$充分反应后再进行萃取。

④“反萃取”后，溶液中镓元素的存在形式为                。$\rm ($填离子符号$\rm )$

$\\text{G}{{\\text{a}}_{\\text{2}}}{{\\left( \\text{F}{{\\text{e}}_{\\text{2}}}{{\\text{O}}_{\\text{4}}} \\right)}_{\\text{3}}}\\text{+24}{{\\text{H}}^{+}}\\text{=2G}{{\\text{a}}^{\\text{3+}}}\\text{+6F}{{\\text{e}}^{\\text{3+}}}\\text{+12}{{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{O}$；能提供孤电子对；铁粉；$\\rm GaO_{2}^{-}$

①矿渣经“酸浸”后所得酸浸液含有$\text{Z}{{\text{n}}^{2+}}$、$\text{F}{{\text{e}}^{3+}}$、$\text{G}{{\text{a}}^{3+}}$等离子，故“酸浸”过程中$\text{G}{{\text{a}}_{2}}{{\left( \text{F}{{\text{e}}_{2}}{{\text{O}}_{4}} \right)}_{3}}$发生的反应的离子方程式为：$\text{G}{{\text{a}}_{\text{2}}}{{\left( \text{F}{{\text{e}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{\text{4}}} \right)}_{\text{3}}}\text{+24}{{\text{H}}^{+}}\text{=2G}{{\text{a}}^{\text{3+}}}\text{+6F}{{\text{e}}^{\text{3+}}}\text{+12}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}$；②$\text{N}$、$\mathrm{O}$原子能作为配位原子的原因：能提供孤电子对；③萃取是为了$\rm Ga^{3+}$进入有机相，根据表格中数据，$\rm Fe^{3+}$的萃取率为$\rm 99$，$\rm Fe^{2+}$的萃取率为$\rm 0$，故萃取前应将$\rm Fe^{3+}$还原为$\rm Fe^{2+}$，加入的物质为铁粉；④$\rm Ga$与$\rm Al$同族，性质与铝相似，“反萃取”后，溶液中镓元素的存在形式为：$\rm GaO_{2}^{-}$；

氮化镓是非常重要的半导体材料，其立方晶胞如图$\rm 2$所示，与金刚石结构相似。

①$\text{Ga}$原子采用                杂化轨道成键。

②常压下，该晶体熔点为$1700\;{}^\circ \text{C}$，其晶体类型为                。

③已知$\text{GaN}$晶体中距离最近的$\text{Ga}$原子间的核间距为$ {a\;\rm pm}$，$\text{GaN}$的摩尔质量为$ {M\;\rm g}/\text{mol}$，阿伏加德罗常数的值为${{ {N}}_{\text{A}}}$，则$\text{GaN}$晶体的密度为                $\text{g}/\text{c}{{\text{m}}^{-3}}\left( 1\text{ pm}={{10}^{-12}}\;\rm \text{m} \right)$。

$\\rm sp^{3}$；共价晶体；$\\dfrac{\\sqrt{2} {M}}{{{N}_{\\text{A}}}{{ {a}}^{3}}}\\times \\text{1}{{\\text{0}}^{\\text{30}}}$

①氮化镓与金刚石结构相似，$\text{Ga}$原子采用$\rm sp^{3}$杂化轨道成键；②该晶体熔点为$1700\;{}^\circ \text{C}$，晶体类型为：共价晶体；③根据均摊法，晶胞中$\rm N$原子个数为$\rm 4$，$\rm Ga$原子个数为：$8\times \dfrac{1}{8}+6\times \dfrac{1}{2}=4$，$\text{GaN}$晶体中距离最近的$\text{Ga}$原子间的核间距为$ {a\;\rm pm}$，故晶胞参数为：$\sqrt{2} {a\;\rm pm}=\sqrt{2} {a}\times \text{1}{{\text{0}}^{\text{-10}}}\text{ cm}$， $\text{GaN}$的摩尔质量为$ {M\;\rm g}/\text{mol}$，阿伏加德罗常数的值为${{ {N}}_{\text{A}}}$，则$\text{GaN}$晶体的密度为$ \rho=\dfrac{ {m}}{ {V}}=\dfrac{4\times \dfrac{ {M}}{{{N}_{\text{A}}}}}{{{(\sqrt{2} {a}\times \text{1}{{\text{0}}^{ {-10}}})}^{3}}}\text{ g/c}{{\text{m}}^{\text{3}}}=\dfrac{\sqrt{2} {M}}{{{N}_{\text{A}}}{{ {a}}^{3}}}\times \text{1}{{\text{0}}^{\text{30}}}\text{ g/c}{{\text{m}}^{\text{3}}}$。