Question

鍺及其某些化合物是導(dǎo)彈火箭制導(dǎo)中的重要光電材料，工業(yè)上生產(chǎn)鍺的流程如下：

已知：GeO₂與濃鹽酸反應(yīng)生成四氯化鍺（熔點(diǎn)為-51.5℃，沸點(diǎn)為86.6℃）．四氯化鍺易水解．
（1）步驟②中濃鹽酸除了作為反應(yīng)物外，還有一個(gè)重要作用是

 

．
（2）步驟③控制的溫度范圍

 

．
（3）寫出反應(yīng)的④、⑦的化學(xué)方程式④

 

；⑥

 

．
（4）生產(chǎn)過程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是

 

（填化學(xué)式）
（5）步驟①中產(chǎn)生的SO₂可以用堿液吸收，請(qǐng)寫出離子反應(yīng)方程式

 

．
（6）請(qǐng)簡要描述實(shí)驗(yàn)室中操作a的過程

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：分析流程可知，含硫鍺礦焙燒得到二氧化硫氣體和二氧化鍺及其雜質(zhì)，加入濃鹽酸溶解二氧化鍺生成氯化鍺，同時(shí)抑制四氯化鍺水解，蒸餾得到四氯化鍺，加入水水解得到二氧化鍺溶液操作⑤過濾得到二氧化鍺晶體煅燒得到高純二氧化鍺，通過氫氣加熱還原得到金屬鍺；
（1）濃鹽酸溶解二氧化鍺，抑制氯化鍺水解；
（2）步驟③是蒸餾得到四氯化鍺，結(jié)合四氯化鍺沸點(diǎn)分析；
（3）反應(yīng)④是四氯化鍺水解生成GeO₂?nH₂O，步驟⑥是二氧化鍺和氫氣還原生成金屬鍺；
（4）依據(jù)反應(yīng)④可知循環(huán)使用的是氯化氫；
（5）二氧化硫是酸性氧化物和堿反應(yīng)生成亞硫酸鹽和水；
（6）操作a是過濾，結(jié)合過濾操作步驟分析回答；

解答： 解：分析流程可知，含硫鍺礦焙燒得到二氧化硫氣體和二氧化鍺及其雜質(zhì)，加入濃鹽酸溶解二氧化鍺生成氯化鍺，同時(shí)抑制四氯化鍺水解，蒸餾得到四氯化鍺，加入水水解得到二氧化鍺溶液操作⑤過濾得到二氧化鍺晶體煅燒得到高純二氧化鍺，通過氫氣加熱還原得到金屬鍺；
（1）步驟②中濃鹽酸除了作為反應(yīng)物濃鹽酸溶解二氧化鍺，四氯化鍺易水解，所以還有一個(gè)重要作用是抑制氯化鍺水解；
故答案為：抑制四氯化鍺水解；
（2）步驟③是蒸餾得到四氯化鍺，四氯化鍺（熔點(diǎn)為-51.5℃，沸點(diǎn)為86.6℃），所以步驟③控制的溫度范圍為86.6℃～100℃；
故答案為：86.6℃～100℃；
（3）反應(yīng)④是四氯化鍺水解生成GeO₂?nH₂O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：GeCl₄+（n+2）H₂O=GeO₂?nH₂O+4HCl；步驟⑥是二氧化鍺和氫氣還原生成金屬鍺，GeO₂+2H₂

500℃  .

Ge+2H₂O；
故答案為：GeCl₄+（n+2）H₂O=GeO₂?nH₂O+4HCl；GeO₂+2H₂

500℃  .

Ge+2H₂O；
（4）依據(jù)步驟②和反應(yīng)④可知循環(huán)使用的是氯化氫；
故答案為：HCl；
（5）二氧化硫是酸性氧化物和堿反應(yīng)生成亞硫酸鹽和水，反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；
故答案為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；
（6）操作a是過濾，結(jié)合過濾操作步驟分析，組裝好過濾器，將混合物沿玻璃棒倒入過濾器中，靜置，使濾液自然流下來；
故答案為：組裝好過濾器，將混合物沿玻璃棒倒入過濾器中，靜置，使濾液自然流下來．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)提純和分離的實(shí)驗(yàn)操作和試劑選擇，實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法，試劑選擇除雜方法的理解應(yīng)用是解題關(guān)鍵，注意鹽類水解的分析，題目難度中等．