Question

【题目】1871年门捷列夫最早预言了类硅元素锗，锗元素在元素周期表中与硅元素同族，并位于硅的下一周期。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。

已知：①丹宁是一种有机沉淀剂，可与四价锗络合形成沉淀：

②GeCl4易水解，在浓盐酸中溶解度低。

(1)锗元素的原子序数为：___________；锗元素在元素周期表中的位置是：_____________。

(2)GeCl4的结构与SiCl4相似，写出GeCl4的电子式：_______________。

(3)简述步骤①中提高酸浸效率的措施____________、_____________(写两种)。

(4)步骤②操作A是___________(填操作名称)。

(5)步骤③中的物质在___________(填仪器名称)中加热。

(6)步骤④不选用稀盐酸，而选用浓盐酸的原因可能是__________、________(写出两点)。

(7)写出步骤⑤的化学方程式________________。

写出步骤⑦的化学方程式________________。

(8)请写出一种证明步骤⑦反应完全的操作方法__________________。

Answer 1

【答案】32 第四周期第ⅣA族 把矿石粉碎 加热或充分搅拌 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=GeO2nH2O+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，无明显现象

【解析】

锗锌矿用酸浸取，浸出液中含有四价锗和锌离子，加入有机沉淀剂丹宁与四价锗络合形成沉淀，过滤后得到含有丹宁与四价锗络合形成的沉淀，将沉淀焙烧得到GeO2；用浓盐酸溶解GeO2生成GeCl4，GeCl4在浓盐酸中溶解度低，过滤后得到GeCl4；GeCl4在纯水中水解生成GeO2nH2O，GeO2nH2O脱水后得到GeO2，用氢气加热还原GeO2得到高纯度Ge，据此解答。

(1)锗的原子序数为32，锗在元素周期表中位于第四周期第ⅣA族，故答案为：32；第四周期第ⅣA族；

(2)GeCl4的结构与SiCl4相似，也与CCl4相似，属于共价化合物，GeCl4的电子式为，故答案为：；

(3) 提高步骤①酸浸效率，可以把矿石粉碎，加热或充分搅拌都可以加快反应速率，从而提高酸浸效率，故答案为：把矿石粉碎，加热或充分搅拌；

(4)步骤②操作A将沉淀从溶液中分离，应该为过滤，故答案为：过滤；

(5)步骤③是焙烧沉淀，需要在高温下焙烧沉淀得到GeO2，应该在坩埚中进行，故答案为：坩埚；

(6)由于GeCl4易水解，在浓盐酸中溶解度低，所以用浓盐酸溶解GeO2，同时可防止四价锗水解，防止GeO2不能充分反应，有利于GeCl4析出，故答案为：防止四价锗水解，防止GeO2不能充分反应，有利于GeCl4析出；

(7)步骤⑤为GeCl4在纯水中水解生成GeO2nH2O，反应方程式为：GeCl4+(2+n)H2O=GeO2nH2O+4HCl；步骤⑦中用氢气加热还原GeO2得到高纯度Ge，反应方程式为：GeO2+2H2Ge+2H2O，故答案为：GeCl4+(2+n)H2O=GeO2nH2O+4HCl；GeO2+2H2Ge+2H2O；

(8)反应GeO2+2H2Ge+2H2O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，无明显现象，说明反应完全，故答案为：将反应生成的气体通入装有无水硫酸铜的U形管，无明显现象。