Question

二氧化锗一般由四氯化锗水解制得，被广泛用于制作高纯金属锗、化工催化剂及电子器件等。现以含锗烟尘(主要含GeO₂、SiO₂和ZnO)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，沸点为86.6 ℃。

（1）第①步滤渣的主要成分有_       （填化学式），第④步操作所需的玻璃仪器为锥形瓶、牛角管、温度计、酒精灯、冷凝管和_       。

（2）第③步萃取时，锗的萃取率与（水相和有机相的体积比）的关系如图所示，从生产成本角度考虑， 较适宜的的值为_       。

（3）第④步加入盐酸的作用_                           （答两点即可）。

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

（5）检验GeO₂·nH₂O是否洗涤干净的操作是_

Answer

（1）SiO2；蒸馏烧瓶（各1分）

（2）8（1分）

（3）中和NaOH，作反应物制取GeCl4，抑制GeCl4水解（答对两点即给2分，只答对一点得1分）

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

（5）取少量最后一次的洗涤液于试管中，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。

【解析】

试题分析：

（1）根据题目中的流程可以看出，含锗烟尘中含有GeO2、SiO2、 ZnO，加入稀硫酸过滤，溶解的有ZnO和GeO2，第①步中不溶于稀硫酸的滤渣主要成分有SiO2；第④步操作为蒸馏，故所需的玻璃仪器除了已给的锥形瓶、牛角管、温度计、酒精灯、冷凝管之外，还需要蒸馏烧瓶；

（2）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的值为8时比的值为4时少，此时萃取率处于较高水平，而有机萃取剂较贵，从生产成本角度考虑，故的值为8时较适宜；

（3）第④步加入盐酸作用为中和NaOH，作反应物，同时抑制GeCl4水解；

（4）第⑤步反应是GeCl4水解得到氯化氢和GeO2·nH2O，反应的化学方程式GeCl4＋（n+2）H2O = GeO2·nH2O＋4HCl；

（5）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：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用。

【名师点晴】本题考查了物质分离和提纯的方法和实验设计，实验分析，实验现象的理解，流程和图象的特征分析，物质性质是解题关键，题目难度中等。