【題目】鍺是重要的半導(dǎo)體材料，應(yīng)用于航空航天測(cè)控、光纖通訊等領(lǐng)域．一種提純二氧化鍺粗品（主要含GeO2、As2O3）的工藝如下：

已知：①“堿浸”過程中的反應(yīng)為：

GeO2+2NaOH=Na2GeO3+H2O

As2O3+2NaOH=2NaAsO2+H2O

②“蒸餾”過程中的反應(yīng)為：Na2GeO3+6HCl=2NaCl+GeCl4+3H2O

③GeCl4的熔點(diǎn)為-49.5℃，AsCl3與GeCl4的沸點(diǎn)分別為130.2℃、84℃．

（1）鍺的原子序數(shù)為32，鍺在元素周期表中的位置為第 ______ 周期 ______ 族．

（2）“氧化除砷”的過程是將NaAsO2氧化為Na3AsO4，其反應(yīng)方程式為： ______ ．

（3）傳統(tǒng)的提純方法是將粗品直接加入鹽酸中蒸餾，其缺點(diǎn)是 ______ ．

（4）工業(yè)上與蒸餾操作相關(guān)的設(shè)備有 ______

A．蒸餾釜 B．離心萃取機(jī) C．冷凝塔 D．加壓過濾機(jī)

（5）“水解”操作時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為 ______ ，“水解”操作時(shí)保持較低溫度有利于提高產(chǎn)率，其最可能的原因是 ______ （答一條即可）．

（6）若1噸二氧化鍺粗品（含雜質(zhì)30%）經(jīng)提純得0.745噸的高純二氧化鍺產(chǎn)品，則雜質(zhì)脫除率為 ______．

【答案】四 IVA 3NaAsO2+NaClO3+6NaOH=3Na3AsO4+NaCl+3H2O 餾出物中將會(huì)含有AsCl3，降低了產(chǎn)品純度 AC GeCl4+（n+2）H2O=GeO2nH2O↓+4HCl 該水解反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度較低時(shí)反應(yīng)平衡常數(shù)較大，反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率更高或溫度高時(shí)GeCl4易揮發(fā)降低產(chǎn)率 85%

【解析】

⑴根據(jù)鍺的原子序數(shù)為32，與碳是同一主族元素，得出周期表位置。

⑵根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理來書寫方程式。

⑶AsCl3與GeCl4的沸點(diǎn)分別為130.2℃、84℃，傳統(tǒng)的提純方法是將粗品直接加入鹽酸中蒸餾，其缺點(diǎn)是餾出物中將會(huì)含有AsCl3。

⑷蒸餾釜與蒸餾燒瓶相似的性質(zhì)，冷凝管和冷凝塔有相似的性質(zhì)。

⑸“水解”操作時(shí)保持較低溫度有利于提高產(chǎn)率，其最可能的原因是該水解反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度較低時(shí)反應(yīng)平衡常數(shù)較大，反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率更高或溫度高時(shí)GeCl4易揮發(fā)降低產(chǎn)率。

⑹若1噸二氧化鍺粗品（含雜質(zhì)30%）即雜質(zhì)為0.3噸，經(jīng)提純得0.745噸的高純二氧化鍺產(chǎn)品，說明還有0.045噸的雜質(zhì)還未除掉，除掉了0.255噸的雜質(zhì)，再進(jìn)行計(jì)算脫除率。

⑴鍺的原子序數(shù)為32，與碳是同一主族元素，因此鍺在元素周期表中的位置為第四周期IVA族，故答案為：四；IVA。

⑵“氧化除砷”的過程是將NaAsO2氧化為Na3AsO4，其反應(yīng)方程式為：3NaAsO2+NaClO3+ 6NaOH = 3Na3AsO4+NaCl+3H2O，故答案為：3NaAsO2+NaClO3+ 6NaOH = 3Na3AsO4 + NaCl+3H2O。

⑶AsCl3與GeCl4的沸點(diǎn)分別為130.2℃、84℃，傳統(tǒng)的提純方法是將粗品直接加入鹽酸中蒸餾，其缺點(diǎn)是餾出物中將會(huì)含有AsCl3，降低了產(chǎn)品純度，故答案為：餾出物中將會(huì)含有AsCl3，降低了產(chǎn)品純度。

⑷蒸餾釜與蒸餾燒瓶相似的性質(zhì)，冷凝管和冷凝塔有相似的性質(zhì)，工業(yè)上與蒸餾操作相關(guān)的設(shè)備有AC，故答案為：AC。

⑸“水解”操作時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為GeCl4 + (n+2)H2O = GeO2nH2O↓ + 4HCl，“水解”操作時(shí)保持較低溫度有利于提高產(chǎn)率，其最可能的原因是該水解反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度較低時(shí)反應(yīng)平衡常數(shù)較大，反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率更高或溫度高時(shí)GeCl4易揮發(fā)降低產(chǎn)率，故答案為：該水解反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度較低時(shí)反應(yīng)平衡常數(shù)較大，反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率更高或溫度高時(shí)GeCl4易揮發(fā)降低產(chǎn)率。

⑹若1噸二氧化鍺粗品（含雜質(zhì)30%）即雜質(zhì)為0.3噸，經(jīng)提純得0.745噸的高純二氧化鍺產(chǎn)品，說明還有0.045噸的雜質(zhì)還未除掉，除掉了0.255噸的雜質(zhì)，因此雜質(zhì)脫除率為 ，故答案為：85%。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】2005年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了研究烯烴復(fù)分解反應(yīng)的科學(xué)家，以表彰他們作出的卓越貢獻(xiàn)。烯烴復(fù)分解反應(yīng)原理如下：C2H5CH=CHCH3+CH2=CH2C2H5CH=CH2+CH2=CHCH3

現(xiàn)以烯烴C5H10為原料，合成有機(jī)物M和N，合成路線如下：

（1）按系統(tǒng)命名法，有機(jī)物A的名稱是_______。

（2）B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是__________。

（3）CD的反應(yīng)類型是___________。

（4）寫出DM的化學(xué)方程式________。

（5）已知X的苯環(huán)上只有一個(gè)取代基，且取代基無甲基，則N的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。

（6）滿足下列條件的X的同分異構(gòu)體共有_______種，寫出任意一種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_________。

①遇FeCl3溶液顯紫色 ②苯環(huán)上的一氯取代物只有兩種

（7）寫出EF合成路線（用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示有機(jī)物，箭頭上注明試劑和反應(yīng)條件）。______

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】幾種無機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示（反應(yīng)條件省略，部分產(chǎn)物省略）。下列推斷不正確的是（　�。�

A.若L為強(qiáng)堿，則E可能為NaCl溶液、F為K

B.若L為強(qiáng)酸，則E可能為Na2S、F為H2O2

C.若L為弱酸，則E可能為Mg、F為CO2

D.若L為強(qiáng)酸，則E可能為NH4Cl、F為Ca(OH)2

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】洗煤和選煤過程中排出的煤矸石（主要含Al2O3、SiO2及Fe2O3）會(huì)占用大片土地，造成環(huán)境污染。某課題組利用煤矸石制備聚合氯化鋁流程如下：

已知：聚合氯化鋁（[Al2(OH)nCl6-n]m（1≤n≤5，m≤10），商業(yè)代號(hào)PAC）是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑。

（1）酸浸的目的是___________________________；實(shí)驗(yàn)需要的500mL3.0 mol·L-1的鹽酸，配制時(shí)所需要的玻璃儀器除量筒、燒杯、玻璃棒外還有______________________。

（2）若m=n=2，則生成PAC的化學(xué)方程式是_____________________。

（3）從含PAC的稀溶液中獲得PAC固體的實(shí)驗(yàn)操作方法是_______、_________、_________。

（4）為了分析殘?jiān)?/span>2中鐵元素的含量，某同學(xué)稱取5.000g殘?jiān)?/span>2，先將其預(yù)處理使鐵元素還原為Fe2+，并在容量瓶中配制成100mL溶液；然后移取25.00mL試樣溶液，用1.000×10-2mol·L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL。已知反應(yīng)式為Fe2++MnO4－+H+—Fe3++Mn2++H2O（未配平）。判斷滴定終點(diǎn)的依據(jù)是_______________________；殘?jiān)?/span>2中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________________。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】硅是信息產(chǎn)業(yè)、太陽能電池光電轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)材料。鋅還原四氯化硅是一種有著良好應(yīng)用前景的制備硅的方法，該制備過程示意如下：

（1）焦炭在過程Ⅰ中作______劑。

（2）過程Ⅱ中的Cl2用電解飽和食鹽水制備，制備Cl2的化學(xué)方程式是____。

（3）整個(gè)制備過程必須嚴(yán)格控制無水。

①SiCl4遇水劇烈水解生成SiO2和一種酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____。

②干燥Cl2時(shí)，從有利于充分干燥和操作安全的角度考慮，需將約90℃的潮濕氯氣先冷卻至12℃，然后再通入到濃H2SO4中。冷卻的作用是____。

（4）Zn還原SiCl4的反應(yīng)如下：

反應(yīng)1： 400℃～756℃ ，SiCl4(g) + 2Zn(l)Si(s) + 2ZnCl2(l) ΔH1<0

反應(yīng)2： 756℃～907℃ ，SiCl4(g) + 2Zn(l)Si(s) + 2ZnCl2(g) ΔH2<0

反應(yīng)3： 907℃～1410℃，SiCl4(g) + 2Zn(g)Si(s) + 2ZnCl2(g) ΔH3<0

① 對(duì)于上述三個(gè)反應(yīng)，下列說法合理的是_____。

a．升高溫度會(huì)提高SiCl4的轉(zhuǎn)化率 b．還原過程需在無氧的氣氛中進(jìn)行

c．增大壓強(qiáng)能提高反應(yīng)的速率 d．Na、Mg可以代替Zn還原SiCl4

② 實(shí)際制備過程選擇“反應(yīng)3”，選擇的理由是____。

③ 已知Zn(l)=Zn(g) ΔH = +116 KJ/mol 。若SiCl4的轉(zhuǎn)化率均為90%，每投入1mol SiCl4，“反應(yīng)3”比“反應(yīng)2”多放出_____kJ的熱量。

（5）用硅制作太陽能電池時(shí)，為減弱光在硅表面的反射，采用化學(xué)腐蝕法在其表面形成粗糙的多孔硅層。腐蝕劑常用稀HNO3和HF的混合液。硅表面首先形成SiO2，最后轉(zhuǎn)化為H2SiF6。用化學(xué)方程式表示SiO2轉(zhuǎn)化為H2SiF6的過程_____。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】部分短周期元素原子半徑與原子序數(shù)的關(guān)系如圖所示.則下列說法正確的是（ ）

A.簡(jiǎn)單離子半徑：

B.簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性：

C.由X與M兩種元素組成的化合物不能與任何酸反應(yīng)，但能與強(qiáng)堿反應(yīng)

D.Z的氧化物既能溶解于Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的水溶液中，也能溶解于P的氫化物的水溶液中

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】根據(jù)下表回答下列有關(guān)問題.

（1）寫出下列元素符號(hào)：①______，⑥______，⑦______，______.

（2）這些元素中最活潑的金屬元素是______（填元素符號(hào)，下同），最活潑的非金屬元素是______，最不活潑的元素是______.

（3）這些元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中酸性最強(qiáng)的是______（填化學(xué)式，下同），堿性最強(qiáng)的是______，呈兩性的氫氧化物是______，寫出三者之間兩兩反應(yīng)的化學(xué)方程式：______；______；______.

（4）這些元素（除0族元素外）中原子半徑最小的是______（填元素符號(hào)，下同），原子半徑最大的是______.

（5）在③與④中，單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)較活潑的是______（填元素符號(hào)），怎樣用化學(xué)實(shí)驗(yàn)證明？______在⑧與中，單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)較活潑的是____________（填元素符號(hào)），怎樣用化學(xué)實(shí)驗(yàn)證明？_____________________.

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】按要求回答下列問題：

(1)寫出乙烯分子的電子式：________。

(2)寫出（2﹣甲基﹣1，3﹣丁二烯）的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_____________。

(3)立方烷 的一氯代物有__________種，它的六氯代物有________種。

(4)下列物質(zhì)的沸點(diǎn)按由高到低的順序排列正確的是________。

①CH3（CH2）2CH3 ②CH3（CH2）3CH3 ③（CH3）3CH ④（CH3）2CHCH2CH3

A．②④①③ B．④②①③ C．④③②① D．②④③①

(5)下列選項(xiàng)中互為同系物的是________；互為同分異構(gòu)體的是________；屬于同種物質(zhì)的是________。

①O2和O3 ②1H、2H、3H ③ ④ ⑤ ⑥戊烯和環(huán)戊烷 ⑦

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】工業(yè)上可用甲苯合成苯甲醛：

，

下列說法正確的是

A. 甲苯分子中所有原子都在同一平面內(nèi) B. 反應(yīng)①②③的反應(yīng)類型相同

C. 一氯甲苯的同分異構(gòu)體有3種 D. 苯甲醇可與金屬鈉反應(yīng)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案