Question

（12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②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                。

Answer

（12分）（1）SiO2（2分）； 分液漏斗、烧杯（2分）；（2）8 （2分）；

（3）中和NaOH，作反应物，抑制GeCl4水解 （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）

【解析】

试题分析：（1）向含锗烟尘(含有ZnO、GeO2、SiO2)中加入足量的硫酸，发生反应：ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O ，GeO2+2H2SO4=Ge(SO4)2+2H2O，酸性氧化物SiO2与硫酸不能发生反应，因此第①步滤渣主要成分有SiO2；实验室萃取操作用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯；（2）根据第②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）的关系图可知：在V水相/V有机相=4比V水相/V有机相=8时高的不多，但是消耗的有机物相对较多，从生产成本角度考虑，较适宜的V水相/V有机相的值为8；（3）由于在第③步中加入的NaOH溶液时溶液显碱性，第④步加入盐酸作用是中和NaOH，同时由于GeCl4易水解，加入盐酸，增大了生成物的浓度，可以使盐的水解平衡逆向移动而抑制了GeCl4水解；（4）根据流程图可知第⑤步反应的化学方程式是GeCl4 + (n+2)H2O =GeO2∙nH2O + 4HCl ；（5）GeO2·nH2O若没有洗涤干净，则在物质表面残留一定量的Cl-，所以检验GeO2·nH2O是否洗涤干净的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。

考点：考查仪器的使用、物质成分的确定、反应条件的选择、沉淀洗涤干净的检验方法的知识。