Question

（14分）锗及其化合物被广泛应用于半导体、催化剂等领域。以铅锌矿含锗烟尘为原料可制备GeO₂，其工艺流程图如下。

已知：GeO₂是两性氧化物；GeCl₄易水解，沸点86.6℃

（1）第①步滤渣主要成分有           （填化学式），实验室萃取操作用到的玻璃仪器有           。

（2）第③步萃取时，锗的萃取率与V_水相/V_有机相（水相和有机相的体积比）的关系如下图所示，

从生产成本角度考虑，较适宜的V_水相/V_有机相的值为         。

（3）第④步加入盐酸作用            （答两点即可）。

（4）第⑤步反应的化学方程式                          。

（5）检验GeO₂·nH₂O是否洗涤干净的操作是        。

（6）GeO₂产品中通常混有少量SiO₂。取样品5.4g，测得其中氧原子的物质的量为0.105mol，则该样品中GeO₂的物质的量为_____ mol。

Answer

（14分）（1）SiO2、PbO2 ； 分液漏斗、烧杯 ；（每空2分，共4分）；（2）8 （2分）；

（3）中和NaOH，作反应物，抑制GeCl4水解 （答对两点即给2分）

（4）GeCl4 + (n+2)H2O =GeO2∙nH2O + 4HCl （2分）

（5）取最后一次洗涤液于试管中，往其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，若不产生白色沉淀，则说明洗涤干净。若产生白色沉淀，则说明未洗涤干净。 （2分）

（6）0.050 （2分）

【解析】

试题分析：

（1）GeO2、ZnO能够与硫酸发生反应，变为可溶性硫酸盐，而SiO2、PbO2不能溶于酸，所以第①步中不溶于稀硫酸的滤渣主要成分有SiO2、PbO2。实验室萃取操作用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯。

（2）根据图像可知，在第③步萃取时，从生产成本角度考虑，由图可知有机萃取剂的用量在V水相/V有机相的值为8时比V水相/V有机相的值为4时少，此时萃取率处于较高水平，而有机萃取剂较贵，故V水相/V有机相的值为8时较适宜。

（3）在第③步萃取时加入了NaOH，第④步加入盐酸作用一是为作反应物，中和NaOH，，二是GeCl4是强酸弱碱盐，在溶碱性溶液中易水解，为了抑制GeCl4水解，也要加入适量的盐酸。

（4）第⑤步加水，GeCl4发生水解反应，产生GeO2∙nH2O，反应的化学方程式GeCl4 + (n+2)H2O =GeO2∙nH2O + 4HCl；

（5）GeO2·nH2O是从含有HCl的溶液中过滤出来的，所以要检验GeO2·nH2O是否洗涤干净只要检验没有Cl-即可。操作是取最后一次洗涤液于试管中，往其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，若不产生白色沉淀，则说明洗涤干净。若产生白色沉淀，则说明未洗涤干净。

（6）设GeO2的物质的量为xmol，SiO2的物质的量为ymol，2(x+y)=0.105 105x+ 60y=5.4，解得x=0.050，故该样品中GeO2的物质的量为0.050mol。

考点：考查以铅锌矿含锗烟尘为原料可制备GeO2的工艺流程的知识。