[题目]1871年门捷列夫最早预言了类硅元素锗.1886年德国化学家温克勒发现和分离了锗元素.并以其祖国的名字命名为“Ge .锗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.下图为工业上利用锗锌矿(主要成分GeO2和ZnS)来制备高纯度锗的流程.已知:1．丹宁是一种有机沉淀剂.可与四价锗络合形成沉淀,2．GeCl4易水解.在浓盐酸中溶解度题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】1871年门捷列夫最早预言了类硅元素锗，1886年德国化学家温克勒发现和分离了锗元素，并以其祖国的名字命名为“Ge”。锗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。下图为工业上利用锗锌矿(主要成分GeO2和ZnS)来制备高纯度锗的流程。

已知：1．丹宁是一种有机沉淀剂，可与四价锗络合形成沉淀；2．GeCl4易水解，在浓盐酸中溶解度低。

(1)简述步骤①中提高酸浸效率的措施___________(写两种)。

(2)步骤②操作A方法是___________。

(3)步骤③中的物质在___________(填仪器名称)中加热。

(4)步骤④不能用稀盐酸，原因可能是___________。

(5)写出步骤⑤的化学方程式___________。写出步骤⑦的化学方程式___________。

(6)请写出一种证明步骤⑦反应完全的操作方法___________。

【答案】把矿石粉碎；加热；充分搅拌过滤坩埚防止四价锗水解；防止GeO2不能充分反应；有利于GeCl4析出 GeCl4＋(2＋n)H2O=GeO2·nH2O＋4HCl GeO2＋2H2Ge＋2H2O 将反应生成的气体通入装有无水硫酸铜的U形管，无现象(其他合理组合亦可)

【解析】

锗锌矿在酸浸取下生成四价锗，再被有机沉淀剂沉淀，。沉淀经灼烧得到GeO2，再与浓盐酸反应得到GeCl4，其发生水解，得到GeO2·nH2O，脱水得到GeO2。从得到粗品的GeO2再得到高纯度的GeO2的整个过程，是为了提高GeO2的纯度，最后得到高纯度的Ge。

(1)提高酸浸速率，即提高化学反应速率，可以通过粉碎矿石增大矿石与酸的接触面积、适当的提高温度，搅拌等等，答案为把矿石粉碎；加热；充分搅拌；

(2)根据流程图，经过操作A之后，得到了沉淀和滤液，所以操作A为过滤，答案为过滤；

(3) 步骤③为焙烧，固体加热需要用到坩埚，答案为坩埚；

(4)根据已知GeCl4易水解，而且在浓盐酸中溶解度低，能沉淀，易分离。如果用稀盐酸，GeCl4会水解，而且在稀盐酸中的溶解度较大不利于析出，而且要确保GeO2完全反应成GeCl4。答案为防止四价锗水解；防止GeO2不能充分反应；有利于GeCl4析出；

(5)步骤⑤，GeCl4和纯水反应生成GeO2·nH2O，为水解反应。步骤⑦，GeO2为H2还原得到Ge。答案为GeCl4＋(2＋n)H2O=GeO2·nH2O＋4HCl GeO2＋2H2Ge＋2H2O；

(6) 步骤⑦反应完全从Ge或者GeO2不易看出现象，可以从成物水分析，可以通过检验气体中是否含水来验证是否反应完，通常用无水硫酸铜检验水蒸气的存在。答案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(其他合理组合亦可)；

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（1）已知：2NO(g)+O2 (g) =2NO2(g) △H1＝ -113kJ/mol

6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g) △H2＝ -227 kJ/mol

4NO2 (g)+O2(g)=2N2O5(g) △H3＝ -57 kJ/mol

则 2O3(g)= 3O2(g)是_________反应（填“放热”或“吸热”），以上 O3氧化脱除氮氧化物的总反应是NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H4＝_______kJ/mol，最后将NO2与_________剂反应转化为无污染的气体而脱除。

步骤	反应	活化能	正反应速率方程	逆反应速率方程
I	2NO(g) N2O2(g)(快)	Ea1
II	N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢)	Ea2

（2）已知：2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步：

①表中k1、k2、k3、k4是只随温度变化的常数，温度升高将使其数值_____(填“增大”或“减小”)。

②反应I瞬间建立平衡，因此决定2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)反应速率快慢的是反应II，则反应I与反应II的活化能的大小关系为Ea1____Ea2(填“>”“<”或“＝”)，请依据有效碰撞理论微观探析其原因______________________________________________。

③一定温度下，反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)的速率方程为，则k=_______ (用k1、k2、k3表示)。

（3）将一定量的 NO2放入恒容密闭容器中发生下列反应：2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)，测得其平衡转化率α(NO2)随温度变化如图所示，从 b 点到 a 点降温平衡将向_____移动。图中 a点对应温度下，NO2的起始压强为 160kPa，该温度下反应的平衡常数Kp= __________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)