Question

【題目】二氧化鍺被廣泛用于制作高純金屬鍺、鍺的化合物、化工催化劑及醫(yī)藥工業(yè)， 某工廠用褐煤煙灰(主要成分為C、GeO2,還有少量Al2O3和SiO2)為原料制備GeO2,其流程如 下：

已知：GeO2不溶于水，不跟水反應(yīng)，是以酸性為主的兩性氧化物，可溶于濃鹽酸生成四氯化鍺，也可溶于強(qiáng)堿溶液,生成鍺酸鹽。操作X為蒸餾

（1）褐煤灰中加入NaOH和Na2CO3固體進(jìn)行焙燒時(shí)，要加入過(guò)量的粉碎的NaOH和Na2CO3固體,其原因是_________________。寫(xiě)出GeO2與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________。

（2）為提高含鍺化合物的浸出率，除采用水浸取焙燒物2小時(shí)外，還可采取的措施有_____________。(寫(xiě)出兩條即可）

（3）浸出液中滴加7mol/L鹽酸，調(diào)節(jié)溶液的pH約為11，目的是__________。

（4）滴加7mol/L鹽酸使濾液“酸化”，若濾液“酸化”時(shí)酸度不夠，溶液會(huì)出現(xiàn)明顯的渾濁，該沉淀物是________________，（寫(xiě)化學(xué)式）

（5）GeCl4的沸點(diǎn)是83.1℃，其電子式為______________。

（6）單質(zhì)鍺可用作電子工業(yè)的半導(dǎo)體材料。由純凈的GeO2和H2在加熱的條件下可制得單質(zhì)鍺.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。

Answer 1

【答案】 使GeO2盡可能轉(zhuǎn)化為Na2GeO3，且加快GeO2與NaOH和碳酸鈉反應(yīng)的速率 GeO2+2NaOH= Na2GeO3+H2O 攪拌，適當(dāng)升高溫度 使AlO2-和SiO32-形成沉淀而除去 H2GeO3(或GeO2·nH2O) GeO2+2H2Ge+2H2O

【解析】（1）加入過(guò)量的粉碎的NaOH和Na2CO3固體，可以增大反應(yīng)物的接觸面積，使GeO2盡可能轉(zhuǎn)化為Na2GeO3，且加快GeO2與NaOH和碳酸鈉反應(yīng)的速率，其中GeO2與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為GeO2+2NaOH＝Na2GeO3+H2O。（2）根據(jù)外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響可知，還可采取的措施有攪拌，適當(dāng)升高溫度；（3）由于溶液中含有偏鋁酸鹽和硅酸鹽，所以浸出液中滴加7mol/L鹽酸，調(diào)節(jié)溶液的pH約為11的目的是使AlO2-和SiO32-形成沉淀而除去。（4）如果酸度不夠，則鍺酸鹽容易轉(zhuǎn)化為鍺酸沉淀，所以該沉淀物是H2GeO3(或GeO2·nH2O) ；（5）GeCl4的沸點(diǎn)是83.1℃，說(shuō)明是共價(jià)化合物，其電子式為。（6）GeO2和H2在加熱的條件下可制得單質(zhì)鍺，另一種生成物是水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為GeO2+2H2Ge+2H2O。