2020届高三化学二轮专题复习——化学工艺流程题12【侧重IV锗元素的考查】

1、2020届届届届届届届届届届届届届届届届届届12届届届IV届届届届届届届1.二氧化错(GeO2)可用于制备半导体材料，某实验小组以铁矶渣(主要成分为FeO、CaO、GeO和SiO2等)为原料制取二氧化错的工艺流程如下所示。已知：25c时，部分金属阳离子转化为氢氧化物沉淀时的pH如下表所示。离于Fe3+Mn2+Ge4+开始沉淀时的pH2.38.38.2沉淀完全时的pH4.19.811.2请回答下列问题:(1)由下图可知，“浸出”时，所用硫酸的最佳质量分数为(2)“氧化”时，可选用的试剂为(填字母)。A.KMnO4B.NaOHC.H2O2D.I2(3)“氧化”时，若以适量稀硝酸作氧化剂，则Ge2+

2、被氧化的离子方程式为。“氧化”后，选用K3Fe(CN)6溶液证明Fe2+已全部被氧化的实验现象为。(4)“除铁”时，可选用Na2co3为除铁剂，其原理为,浸渣的主要已知Ge(OH)4,具有两性，在得到Ge(OH)4的过程中，若溶液的pH大于12,会导致Ge(OH)4溶解，写出该反应的离子方程式：(6)利用惰性电极电解酸性GeSQ溶液也可制得GeO2,则阳极的电极反应式为【答案】(1)30%;SiO2、CaSQ;(2)C;(3)3Ge2+8H+2NO3=3Ge4+2NOT+4H2O;加入K3Fe(CN)6溶液后，无蓝色沉淀产生；(4)Na2CO3可以消耗溶液中的H+,使溶液的pH升高，Fe3+转

3、化为Fe(OH)3沉淀；(5)Ge(OH)4+2OH-=GeO3-+3H2O;(6)Ge2+2H2O-2e-=GeO2+4H+。【解析】【分析】本题考查混合物分离提纯的操作方法的应用，沉淀溶解平衡的应用，电极方程式的书写，常见离子的检验，掌握物质分离提纯的基本方法和物质的性质是解题解答关键，难度中等。【解答】(1)由图可知，“浸出”时，所用硫酸的最佳质量分数为30%,浸渣的主要成分为SiO2、CaSC4,故答案为：30%;SiO2、CaSQ;(2)“氧化”时，为了不引入新的杂质，可选用的试剂为为6,故选C；(3)Ge2+被氧化的离子方程式为3Ge2+8H+2NO3=3Ge4+2NOT+4H2O

4、,“氧化”后，选用K3Fe(CN)6溶液证明Fe2+已全部被氧化的实验现象为加入K3Fe(CN)6溶液后，无蓝色沉淀产生，故答案为：3Ge2+8H+2NO3=3Ge4+2NOT+4H2O;加入K3Fe(CN)6溶液后，无蓝色沉淀产生；(4)“除铁”时，可选用Na2CQ3为除铁剂，其原理为Na2CO3可以消耗溶液中的H+,使溶液的pH升高，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，故答案为：Na2CO3可以消耗溶液中的H+,使溶液的pH升高，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀；(5)Ge(OH)4具有两性，溶液的pH大于12,导致Ge(OH)4溶解的离子方程式：Ge(OH)4+2OH-=GeO2-+3H2

5、O,故答案为：Ge(OH)4+2OH-=GeO3-+3H2O;(6)利用惰性电极电解酸性GeSQ溶液也可制得GeO2,则阳极的电极反应式为Ge2+2H2O-2e-=GeO2+4H+,故答案为：Ge2+2H2。-2e-=GeO2+4H+。2.错(Ge)是良好的半导体材料，铸铜合金是一种常用标准电阻材料，从制备铸铜合金的废料中回收金属铸、铜的工业流程如下：同体c逑2妈UcL丝 3 亚。至生 5操作-自操作UI已知：I.四价错可以和某些有机溶剂形成沉淀II.GeCl4易水解，沸点86.6C,在浓盐酸中溶解度很小请回答以下问题：(1)铺在周期表中的位置是。(2)酸溶选择的试剂为稀H2SO4、H2O2,

6、写出此阶段溶解铜的离子方程式(3)利用有机溶剂析出错时，有机溶剂和水溶液的体积比会影响浸出率，具体关系如下表所示：错的浸出率98%97.6%97.5%90%89%V(有机)：V(水)1:41:61：81：101：12从生产成本角度考虑，较适宜的V(有机)：V(水)的值为(4)操彳所用的玻璃仪器为。(5)溶液d中的主要阳离子是。(6)GeCl4生成GeQ,nH2。的化学方程式为。(7)操彳III包括洗涤产物GeO2nH2。，检验产物是否洗涤干净的方法为【答案】(1)第四周期IVA族(2)H2O2+Cu+2H+=Cu2+2H2O(3)1：8(4)烧杯、漏斗、玻璃棒(6)GeCl4+(n+2)HzO

7、(过量)=GeO2nH2。J+4HCl(7)取最后一次洗涤液于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若不出现白色浑浊则固体洗涤干净，反之则未洗涤干净。本题考查的内容为无机流程题，比较综合，涉及元素周期表的位置、离子反应方程式的书写，化学方程式的书写、试剂的选择、离子的检验，有一定的难度，分析题意和掌握基础知识为解答的关键。嗡乖d脱(5)Fe2+?【解答】(1)错在周期表中的位置是第四周期IVA族；故答案为：第四周期IVA族；(2)酸溶选择的试剂为稀H2SQ、H2O2?,此阶段溶解铜的离子方程式H2O2+Cu+2H+=Cu2+2H2O;故答案为：H2O2+Cu+2H+=Cu2+2H2O;(3)水的比

8、例越大成本越低，前三组数据浸出率差别不大，后两组数据浸出率降低，所以较适宜的V(有机)：V(水)的值为1:8;故答案为：1:8;(4)操彳I为过滤，所用的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒；故答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒；(5)铁粉与铸和铜的浸出液反应，即铁与铁离子反应生成亚铁离子，然后加入有机溶剂，四价错可以和某些有机溶剂形成沉淀，过滤，滤液中主要含有Fe2+;故答案为：Fe2+;(6)GeCl4生成Ge。？nH2。的化学方程式为GeCL+(n+2)HzO(过量)=GeO2T1H2OJ+4HC1;故答案为：GeC14+(n+2)H2O(过量)=GeO2nH2OJ+4HC1;(7)洗涤产物GeO2-n

9、H2O的最后洗涤液中如果不含氯离子，证明洗涤干净，检验产物是否洗涤干净的方法为：取最后一次洗涤液于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若不出现白色浑浊则固体洗涤干净，反之则未洗涤干净。故答案为：取最后一次洗涤液于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若不出现白色浑浊则固体洗涤干净，反之则未洗涤干净。利用含铸金粉制备纳米金胶体粒子及副产物GeO2的一种制备流程图如下：N就声藤号pCeOi舍;力触|一.丸.作.JJ啕却帕界*忱*开电生躺小堂1王京已知：Ge及其化合物的性质与A1及其化合物的性质相似。氯金酸受热易分解。(1)含铸金粉与足量NaOH溶液反应的离子方程式为。(2)由溶液A制取GeO2的相关操作

10、为抽滤一洗涤一;在上述洗涤操作后如何检验沉淀是否洗涤干净。(3)调节溶液A的pH可产生Ge(OH)4沉淀，pH需控制在一定范围内，其理由是(4)生成氯金酸的化学方程式为低温蒸发白原因是。3.(6)下图是氯金酸晶体(HAuCl44H2O)受热分解时，在不同温度区间剩余固体质量百分数的图像，从186.8C加热至247.3C的化学方程式为。【答案】(1)Ge+2OH-+H2O=GeO3-+2H2T;(2)灼烧；取少量最后一次的洗涤滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明沉淀已洗涤干净；(3)酸不足则沉淀不完全，酸过量则Ge(OH)4沉淀会溶解；(4)Au+HNO3+

11、4HCl=?HAuCl4+NOT+2H2O;(5)减少氯金酸分解，提高产率；(6)AuCl3?AuCl+Cl21【解析】【分析】本题综合考查物质的制备探究以及组成的测定，为高频考点，侧重考查学生的分析能力、实验能力和计算能力，注意把握物质的性质、实验的原理以及题给信息，为解答该类题目的关键，难度不大。【解答】(1)根据流程图，Ge的性质与Al的性质相似，金和氢氧化钠溶液不反应，则含错金粉与足量NaOH溶液反应的离子方程式为Ge+2OH-+H2O=GeO2-+2H2T；(2)溶?AA中还有氢氧化钠和铸酸钠，往溶液A中加入稀硫酸，首先中和氢氧化钠溶液，然后铸酸钠和稀硫酸反应得到Ge(OH)4沉淀，

12、抽滤洗涤，灼烧Ge(OH)4沉淀再分解得到GeO2,相关操作为抽滤一洗涤一灼烧；反应形成沉淀时溶液中还有硫酸盐，通过检验硫酸根离子，可以看出沉淀是否洗涤干净，具体操作为：取少量最后一次的洗涤滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明沉淀已洗涤干净；(3)Ge的化合物的性质与Al的化合物的性质相似，Ge(OH)4沉淀既能溶于酸，又能溶于强碱，则酸不足则沉淀不完全，酸过量则Ge(OH)4沉淀会溶解，pH需控制在一定范围内；(4)金溶于王水时生成HAuCl4,另有还原产物NO生成，发生反应的化学方程式为Au+HNO3+4HCl=HAuCl4+NOT+2H2O;(5)氯

13、金酸受热易分解，低温蒸发，则减少氯金酸分解，提高产率；(6)氯金酸晶体(HAuCl4如2。)失去结晶水，则HAuCl4为原固体质量的82.52%,AuCl3为原固体质量的73.66%,AuCl为原固体质量的56.43%,则从186.8C力口热至247.3C的化学方程式为AUCI3?AuCl+CI2%4.和硅同一主族的错也是重要的半导体材料，错应用于航空航天测控、光纤通讯等领域。一种提纯二氧化错粗品(主要含Ge。、As2cb)的工艺如下：NaOHNaOH褫已知：“碱浸”过程中的反应为：GeO2+2NaOH=Na2GeQ3+H2O、As2O3+2NaOH=2NaAsO2+H2OGeCl4的熔点为-

14、49.5C,AsCh与GeCQ的沸点分别为130.2C、84Co(1)“氧化除神”的过程是将NaAsO2氧化为Na3AsO4,其反应的离子方程式为:(2)传统的提纯方法是将粗品直接加入盐酸中蒸储，其缺点是,(3)“蒸储”过程中的反应的化学方程式为：,(4)“水解”操作时保持较低温度有利于提高产率，其最可能的原因是(答一条即可)。(5)若1吨二氧化错粗品(含杂质30%)经提纯得0.745吨的较纯二氧化错产品，则杂质脱除率为。(6)和神同一主族的睇也可以用于半导体中。一种突破传统电池设计理念的镁一睇液态金属二次电池工作原理如图所示：翻NaCkMgCNaCkMgC瓜KC1KC1该电池由于密度的不同，

15、在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成不变。充电时，C1-向(填“上”或“下”)移动；放电时，正极的电极反应式为【答案】(1)3AsO2+ClO3+6OH-=3AsO3-+Cl-+3H2O(2)微出物中将会含有AsCb,降低了产品纯度(3)Na2GeO3+6HCl=2NaCl+GeC1+3H2O(4)该水解反应为放热反应，温度较低时水解平衡正向移动，反应物平衡转化率更高;GcOj,rtHjO*I供干+MGe02或温度高时GeCk易挥发导致降低产率；或温度高时，结晶水合物的溶解度大(5)85%或0.85(6)下；Mg2+2e-=Mg【解析】【分析】本题考查物质分离提纯工艺流程图，题目陌生

16、方程式的书写、对原理的分析评价、对条件的控制、化学计算、电化学原理等，侧重考查学生知识综合应用能力。【解答】二氧化错粗品(主要含Ge。、AS2O3)中加入NaOH溶液碱浸，发生的反应为GeO2+2NaOH=Na2GeO3+H2O、As2O3+2NaOH=2NaAsO2+H2O,向溶液中加入脂0。3氧化除神，发生的反应为：3NaAsO2+NaClO3+6NaOH=3Na3AsO4+NaCl+3H2O,向溶液中加入稀盐酸并蒸储，“蒸铲过程中的反应为：Na2GeO3+6HCl=2NaCl+GeCl4+3H2O,蒸储分离出GeCL,向GeCJ中加入高纯水， 发生的水解反应：GeCJ+(n+2)H2O=

17、GeO2?nH2OJ+4HCl,然后过滤得到母液和GeC2?nH2O,将GeO2?nH2O烘干得到IWJ纯的GeO2“氧化除神”的过程是将NaAsO2氧化为Na3AsO4，同时氯酸钠被还原生成氯化钠，反应的离子方程式为：3AsO2+ClO3+6OH-=3AsO3-+Cl-+3H2O,故答案为：3AsO2+ClO3+6OH-=3AsO3-+Cl-+3H2O;(2)传统的提纯方法是将粗品直接加入盐酸中蒸储，其缺点是储出物中将会含有AsCb，降低了产品纯度，故答案为：福出物中将会含有AsCb,降低了产品纯度；(3)蒸储过程中得到GeCk,反应还生成氯化钠，反应方程式为：Na2GeO3+6HCl=2N

18、aCl+GeCl4+3H2O,故答案为：Na2GeO3+6HCl=2NaCl+GeC4+3H2O;(4)“水解”时生成GeO2?nH2O和HCl,反应方程式为：GeC4+(n+2)H2。 =GeO2?nH2OJ+4HCl,该水解反应为放热反应， 温度较低时水解平衡正向移动， 反应物平衡转化率更高； 或温度高时GeC4易挥发导致降低产率； 或温度高时，结晶水合物的溶解度大，故答案为：该水解反应为放热反应，温度较低时水解平衡正向移动，反应物平衡转化率更高； 或温度高时GeCl4易挥发导致降低产率； 或温度高时， 结晶水合物的溶解度大；(5)1吨二氧化错粗品(含杂质30%)中杂质质量=1tX30%=

19、0.3t,纯的二氧化错质量=1tX(1-30%)=0.7t,实际上经提纯得0.745吨的高纯二氧化错产品，则提纯得到的二氧化错中杂质质量=(0.745-0.7)t=0.045t,杂质去除率=。3-誉*X100%=85%,0.3t故答案为：85%或0.85;(6)由工作时电离流向可知，最上层Mg(液)为原电池负极、最下层Mg-Sb(液)为原电池正极。充电过程属于电解池，最上层为阴极、最下层为阳极，电解质的阴离子向阳极移动，即向下移动。放电时，镁液为负极，电极反应：Mg-2e-=Mg2+,正极电极反应为：Mg2+2e-=Mg,故答案为：下；Mg2+2e-=Mg。(5)1871年门捷列夫最早预言了类

20、硅元素错，1886年德国化学家温克勒发现和分离了错元素，并以其祖国的名字命名为“Ge”。错是重要的半导体材料，其有机化合物在治疗癌症方面有着独特的功效。下图为工业上利用铸锌矿(主要成分GeQ和ZnS)来制备高纯度错的流程。已知：1.丹宁是一种有机沉淀剂，可与四价铺络合形成沉淀；2.GeCL易水解，在浓盐酸中溶解度低。(1)步骤中铸锌矿需要粉碎，目的是(2)步骤操彳A方法是。步骤焙烧的目的是(4)步骤不能用稀盐酸，原因可能是。(5)写出步骤的化学方程式,写出步骤的化学方程式。【答案】(1)增大接触面积，提高浸出率(2)过滤(3)除去有机沉淀剂，得到GeC2(4)浓盐酸可防止四价铺水解，防止GeC

21、2不能充分反应，有利于GeCQ析出(5)GeCl4+(2+n)H2C=GeC2?nH2C+4HCl；GeC2+2H2=Ge+2H20(6)将反应生成的气体通入装有无水硫酸铜的U型管，无现象【解析】【分析】本题考查制备方案的设计，题目难度中等，根据制备流程明确实验原理为解答关键，注意合理把握题干信息，熟练掌握化学实验操作及元素化合物性质，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力。【解答】酸浸错锌矿(主要成分GeQ和ZnS),浸出液中含有四价错和锌离子，加入有机沉淀剂丹宁与四价铺络合形成沉淀，过滤后得到含有Ge的沉淀，将沉淀焙烧得到GeQ;用浓盐酸溶解GeQ生成GeCl4,GeC4在浓盐酸中溶解度低

22、，过滤后得到GeCl4;GeCl4在纯水中水解生成GeQ?nH2。，GeC2?nH2。脱水后再次得到GeC2,用氢气加热还原GeQ得到高(6)请写出一种证明步骤反应完全的操作方法3?纯度Ge,据此解答。(1)步骤中铸锌矿需要粉碎，目的是增大接触面积，提高浸出率故答案为：增大接触面积，提高浸出率；(2)步骤操彳A将沉淀从溶液中分离，操作方法为过滤，故答案为：过滤；步骤焙烧的目的是除去有机沉淀剂，得到GeC2,故答案为：除去有机沉淀剂，得到GeQ;(4)由于GeC4易水解，在浓盐酸中溶解度低，所以用浓盐酸溶解GeC2,可防止四价铺水解，防止GeO2不能充分反应，且有利于GeCl4析出，故答案为：浓

23、盐酸可防止四价铺水解，防止GeC2不能充分反应，有利于GeCl4析出；步骤为GeCl4在纯水中水解生成GeO2?nH2O,反应方程式为：GeCl4+(2+n)H2O=GeO2?nH2。+4HCl;步骤中用氢气加热还原GeQ得到高纯度Ge,反应方程式为：GeQ+2H2=Ge+2H2O;故答案为：GeCl4+(2+n)H2O=GeQ?nH2O+4HCl;GeO2+2H2Ge+2H2O；(6)反应GeC2+2H2=Ge+2H20中有水生成，通过验证不再有水产生即可证明反应完全，操作方法为：将反应生成的气体通入装有无水硫酸铜的U形管，无现象，故答案为：将反应生成的气体通入装有无水硫酸铜的U型管，无现象

24、。6.1869年，俄国化学家门捷列夫制出了第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内2019年设为“国际化学元素周期表元年”。门捷列夫预言了多种当时未知的元素，错(Ge)即为其中之一。 某工厂利用褐煤烟灰(主要成分为碳、 二氧化错， 还有少量氧化铝和二氧化硅)制取高纯度GeO2的主要流程如图所示：IM卜理清一项司已知：GeQ是一种难溶于水的偏弱酸性的两性氧化物，GeC4的熔点为-49.5C,沸点为84c。(1)写出二氧化错与碳酸钠焙烧时发生反应的化学方程式:(2)用水浸取焙烧物长达2h的目的是调节pH可选用的试剂溶液a是(填字母)。在联系。为纪念门捷列夫发现元素周期表150周年，国际纯粹和应用化学

25、联合会将般一审4L.lhA.氨水B.氢氧化钠溶液C盐酸D.碳酸钠溶液(4)“滤渣”的主要成分为(填化学式)。(5)“酸化”至溶液中盐酸浓度为5.3molL-1时有利于生成四氯化错，写出该反应的化学方程式：。(6)“操作X”的名称为。(7)四氯化错与高纯水反应的化学方程式为。【答案】.(2)为了提高含错化合物的浸出率(3)C(4)Al(OH)3、SO(5)Na2GeQ+6HCl=2NaCl+3H2O+GeC4(6)蒸储(7)GeCl4+(2+n)H2O=4HCl+GeO2nH2OJ【解析】【分析】本题是对化学工艺流程的知识的考查，是高考的常考题型，难度一般。关键是依据流程图合理的推导化学物质的变

26、化，侧重知识的综合能力考查。【解答】(1)碳酸钠与二氧化错反应生成铸酸钠和二氧化碳，反应的化学方程式为GeOa+CO?T。(2)用水浸取焙烧物长达2h的目的是尽可能使焙烧混合物中的含错化合物溶于水，从而提高含错化合物的浸出率。(3)焙烧混合物的浸出液为强碱性，故加酸调整pH,故选Co(4)酸化前为强碱T故调节pH=11时，铝元素和硅元素在此pH下沉淀，则过滤后滤渣为Al(OH)3H2SiO3o(5)GeO2是一种难溶于水的偏弱酸性的两性氧化物，类比偏铝酸钠的性质，则Na?GeO3能够与氯化氢反应生成GeCl4、NaCl和水，反应的化学方程式为Na2GeC3+6HCl=2NaCl+3H2O+Ge

27、Cl4。(6)GeCl4的沸点是84C,其沸点较低，从溶液中分离出GeCQ,可以通过蒸储操作完成。根据制备流程可知，GeCl4与高纯水反应生成GeO2nH2。，另一种产物为HCl,则反应的化学方程式为GeCl4+(2+n)H2O=4HCl+GeO2nH2O17.今年为门捷列夫发现元素周期律150周年。门捷列夫预言了很多未知元素，错是其中一种，工业上用精硫铸矿(主要成分为Ge)制取高纯度错，其工艺流程如图所示：高牝度&GcQi-hOCeCI4GcQi-hOCeCI4(1)开始将精硫铸矿粉碎的目的是。工艺流程中COCl2分子中各原子均达到8电子稳定结构，其结构式为。(2)酸浸时温度不能过高

28、的原因是(用化学方程式表示)。(3)GeCl4易水解生成GeO2?nH2。，此过程化学方程式为。温度对GeCl4水解率的影响如下图所示，为提高水解率，实验时可采取的措施为A.冰水溶B.冰盐水浴C.49c水浴(4)GeO2是铸酸(H2GeO3)的酸酎。请通过计算判断25c时0.1mol?L-1的NaHGeO?溶液pH(填“=或“NaHGeO3水解平衡-14常数Kh=-=17x1f9=X10-5Ka2=1.9X10-13,即NaHGeO3溶液中水解程度Ka11.7入101.7v大于电离程度，溶液显碱性，故pH7【解析】解：根据流程：粉碎精硫矿(主要成分为GeS2),在800C,在N2氛围中使精硫矿

29、升华，得到较为纯净的GeS,加入氨气在825C条件下将其还原为GeS,用浓硝酸酸浸：GeS+8H+10NO3=GeO2+SC2f+10NO2T+4H2O,得到粗GeO2,用COC2将其氧化为GeCl4,加入高纯水水解得到GeO?nH2O,200c将其脱水得到纯GeO2,最后用氢气将其还原得到高纯度Ge,据此分析作答。(1)开始将精硫铸矿粉碎的目的是增大固体接触面积，加快GeS2的升华速率；COC2分子中，C原子最外层有4个电子，O原子最外层有6个电子，氯原子最外层有7个电子，分子中各原子均达到8电子稳定结构，则碳原子与氯原子之间有一对共用电子对,HOCe朴华(填序号)。碳与本料般时内frrin

30、frrin故答案为：增大固体接触面积，加快Ge0的升华速率;II氧原子之间有两对共用电子对，其结构式为:(2)浓硝酸受热易分解4HNO3(浓)=4NO2T+O2T+2H2。，故酸浸时温度不能过高,故答案为：4HNO3(浓)=4NO2T+O2T+2H2O;(3)GeCl4易水解生成Ge。？nH2O,反应为：GeC4+(n+2)H2O=GeO2?nH2OJ+4HCI,根据图表，温度低时水解率较高，提高水解率，即促使反应正向进行，可加盐，故选用冰盐水浴；故答案为：GeCU+(n+2)H2O=GeQ?nH2OJ+4HCI;B；(4)已知：H2GeO2的Kai=1.7X1Q-9,(2=1.9X1Q-13

31、,NaHGeO?水解平衡常数Kh=程度，溶液显碱性，故pH7;故答案为：;NaHGeO3水解平衡常数9=KW=2x1Q-5Q=Ka1I./入IQI./1.9X1Q-13,即NaHGeO3溶液中水解程度大于电离程度，溶液显碱性，故pH7。根据流程：粉碎精硫矿(主要成分为GeS,),在8QQC,在N2氛围中使精硫矿升华，得到较为纯净的Ge0,加入氨气在825c条件下将其还原为GeS,用浓硝酸酸浸：GeS+8H+1QNO3=GeO2+SO4-+1QNO2T+4H2O,得到粗GeO2,用COC2将其氧化为GeCQ,加入高纯水水解得到GeO2?nH2O,2QQC将其脱水得到纯GeO2,最后用氢气将其还原

32、得到高纯度Ge,据此分析作答。(1)将精硫铸矿粉碎能增大固体接触面积，有利加快反应速率；COC2分子中，C原子最外层有4个电子，O原子最外层有6个电子，氯原子最外层有7个电子，分子中各原子均达到8电子稳定结构，则碳原子与氯原子之间有一对共用电子对，碳与氧原子之间有两对共用电子对，据此答题；(2)浓硝酸受热易分解4HNO3(浓)=4NO2T+O2T+2H2O,故酸浸时温度不能过高；(3)GeCl4易水解生成GeC2?nH2O,根据水解原理和原子守恒写出发生反应的化学方程式;根据图表，温度低时水解率较高，提高水解率，即促使反应正向进行，可加盐，故选用冰盐水浴；(4)已知：H2GeO2的Ka1=1.

33、7X1Q_9,&2=1.9X1Q_13,NaHGeO3水解平衡常数Kh=111Q-5Ka2=1.9X1Q-13,即NaHGeO3溶放中水解程度大于电离程度，溶液显碱性，故pH7。本题考查物质制备，为高频考点，涉及元素周期表结构及其应用、盐类水解、氧化还原反应等知识点，明确化学反应原理、基本操作、物质性质是解本题关键，知道流程图中发生的反应及基本操作方法，侧重考查学生知识综合应用能力，题目难度中等。8.铸铜合金是一种常用的标准电阻材料，工业生产中会出现一些技术指标达不到要求的合金，为避免资源浪费可利用如下流程对不达标合金中的铸、铜进行回收，请回答相关问题。KW_1X1014K07=1.7

34、x109117X1Q-5Ka2=1.9X1Q-13,即NaHGeO3溶液中水解程度大于电离KW_1X1014Ka11.7X1(9(i)错在元素周期表中的位置是。(2)氧化溶解过程中铜参与反应的离子方程式是。为加快氧化溶解反应速率可采用的措施有(任写两种)。滤渣的成分是。(4)水解过程发生的反应是GeCL+2H2O=GeO2J+4HC1,为得到纯净的GeO2,对水解所得混合物要进行过滤、洗涤、干燥等操作，判断GeO2是否洗涤干净的操作(5)下列金属的冶炼原理与流程中铸的冶炼原理相似的是(填选项序号)。A.钠B.铝C.铁D.银(6)若含错6.2%的高铸铜合金的质量为50kg,还原过程中参与反应的H

35、2体积为1.792m3(已折合为标准状况)，则错的回收率为(保留三位有效数字)。【答案】第四周期IVA族Cu+H2O2+2H+=Cu2+2H2O搅拌、适当加热、适当增大硫酸浓度铜、铁取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，若不产生白色沉淀，则GeO2已洗涤干净，如果有沉淀，则没有洗涤干净C94.2%【解析】解：(1)错在元素周期表中的位置是第四周期IVA族，故答案为：第四周期IVA族；(2)酸性条件下，过氧化氢可氧化铜，反应的离子方程式为Cu+H2O2+2H+=Cu2+2H2。，为加快氧化溶解反应速率可搅拌、适当加热、适当增大硫酸浓度，故答案为：Cu+H2O2+2H+=

36、Cu2+2H2O;搅拌、适当加热、适当增大硫酸浓度；(3)由以上分析可知滤渣为，故答案为：铜、铁；(4)固体吸附溶液中的氯离子，可用检验氯离子的方法检验沉淀是否洗净，方法是取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，若不产生白色沉淀，则GeQ已洗涤干净，如果有沉淀，则没有洗涤干净，故答案为：取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，若不产生白色沉淀，则GeQ已洗涤干净，如果有沉淀，则没有洗涤干净；错用氢气冶炼，为热还原法，类似白有铁的冶炼，故答案为：C；(6)若含错6.2%的高铸铜合金的质量为50kg,还原过程中参与反应的“体积为1.792m3,则原合

37、金中铸的质量为50kgX6,2%=3.1kg,还原过程发生反应的方程式是GeO2+2H2=Ge+2H2O,根据方程式可算出制得错的质量为臂；X1x73g/mo1=2.92kg,因此错的回收率=詈X100%=94.2%,22.4L/mO123.1故答案为：94.2%。高铸铜合金粉末加入20%硫酸、过氧化氢，得到铜、铺的浸出液，加入铁粉置换出铜，滤渣为铜、铁，滤液加入盐酸生成GeCU,水解生成GeO2,通入氢气，可生成Ge,以此解答该题。耨液也ijM汉ft过换流L 够液赴酸一潼液一熊谪本题考查物质的分离和提纯， 为高考高频点， 侧重考查学生分析、 判断、 知识运用及基本操作能力，能从整体上分析解答

38、，知道流程图中每个步骤发生的反应、操作方法，题目难度中等。9.今年为门捷列夫发现元素周期律150周年。门捷列夫预言了很多未知元素，错是其中一种，工业上用精硫矿(主要成分为Ge)制取高纯度， 其工艺流程如图1所示:blbl T-fpfT-fpf(1)在元素周期表中的位置是。(2)800C,在N2氛围中使精硫皆矿升华的目的是。(3)酸浸时Ge、S元素均被氧化到最高价态，写出该反应的离子方程式。酸浸时温度不能过高的原因是。(4)GeCl4易水解生成GeO2?nH2O,此过程化学方程式为。温度对GeCl4水解率的影响如图2所示，为提高水解率，实验时可采取的措施为(填序号)。A.冰水溶B.冰盐水浴C.4

39、9c水浴(5)GeO2是绪酸(H2GeO3)的酸酎。请通过计算判断25c时0.1mol?L-1的NaHGeO?溶液PH(填“=或“NaHGeO3水解平衡常数Kh=KW=咒=xKa11.7X101.710-5Ka2=1.9X10-13,即NaHGeO3溶液中水解程度大于电离程度，溶液显碱性，故pH7【解析】解：(1)Ge在元素周期表中的位置是第四周期第IVA族；故答案为：第四周期第WA族；(2)在N2氛围中使精硫皆矿升华的目的是避免Ge既被氧化，得到较为纯净的GeS2；故答案为：避免Ge既被氧化，得到较为纯净的GeS2；浓硝酸酸浸GeS时Ge、S元素均被氧化到最高价态，则生成GeO2、SQj-,

40、NO3被还原为二氧化氮气体，离子反应为：GeS+8H+10NO3=GeO2+SO22-+10NO2T+4H2O;浓硝酸受热易分解，故酸浸时温度不能过高；故答案为：GeS+8H+10NO3=GeO2+SO4-+10NO2T+4H2O;浓硝酸受热易分解；(4)GeC14易水解生成GeO?nH2O,反应为：GeC4+(n+2)H2O=GeO2?nH2OJ+4HC1,根据图表，温度低时水解率较高，提高水解率，即促使反应正向进行，可加盐，故选用1 1iooi-1515J.O-IJ.O-I；I I2 21i1iM-M-吐之冰盐水浴;故答案为：GeCl4+(n+2)H2O=GeC2?nH2OJ+4HC1;B

41、；已知：H2GeO2的Kai=1.7X1Q-9,&2=1.9KW=1*=UKa2=1.9X1Q-13,Ka1I./入IQI./程度，溶液显碱性，故pH7;故答案为：;NaHGeO3水解平衡常数Kh=KW=鼠年=；x1Q-5Ka2=Ka11./入1Q1.71.9X1Q-13,即NaHGeO3溶液中水解程度大于电离程度，溶液显碱性，故pH7。根据流程：粉碎精硫矿(主要成分为GeS,),在8QQC,在N2氛围中使精硫矿升华，得到较为纯净的Ge0,加入氨气在825c条件下将其还原为GeS,用浓硝酸酸浸：GeS+8H+1QNO3=GeO2+SO4-+1QNO2T+4H2O,得到粗GeO2,用CO

42、C2将其氧化为GeCQ,加入高纯水水解得到GeQ?nH2。，2QQC将其脱水得到纯GeO2,最后用氢气将其还原得到高纯度Ge,据此分析作答。本题考查了物质制备方案设计，题目难度中等，涉及化学方程式的书写、实验方案评价、氧化还原反应、水解平衡与电离平衡的关系等，试题侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能力，注意相关基础知识的学习与积累。1Q.错是一种重要的半导体材料。工业上用精硫铸矿(主要成分为GeSz,杂质不反应)制取Ge,其工艺流程如图所示：回答下列问题：(1)开始将精硫铸矿粉碎的目的是。(2)高温焙烧精硫铸矿的化学方程式为。(3)热还原真空挥发炉内反应的化学方程式为。(4)在沉铸过程中，当温度为9QC,pH为14时，加料量(CaC12/Ge质量比)对沉铸的影响如表所示，选择最佳加料量为(填“1Q-15”“15-2Q”或“2Q-25”)，理由是。编 R加料量(CaC12/Ge)母液体积(