Question

【题目】某工厂利用褐煤烟灰(主要成分为碳、二氧化锗，还有少量氧化铝和二氧化硅)制取纯GeO2的主要流程如下：

已知：GeO2是一种难溶于水的偏弱酸性的两性氧化物，GeCl4的沸点是83.1℃。

(1)写出二氧化锗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2小时的目的是_______________________。

(3)“酸化”至溶液中盐酸浓度为5.3 mol·L－1时有利于生成四氯化锗，写出该反应的化学方程式：_____________。

(4)若滤液“酸化”时酸度不够，溶液会出现明显的浑浊，原因是_____________________。

(5)操作“X”的名称为________________。

(6)四氯化锗与高纯水反应的化学方程式为__________________。

Answer 1

【答案】Na2CO3+ GeO2Na2GeO3+ CO2↑ 为了提高含锗化合物的浸出率 Na2GeO3+ 6HCl ＝ GeCl4+ 2NaCl + 3H2O 生成了H2GeO3(或GeO2或GeO2·nH2O)沉淀 蒸馏 GeCl4+ (2+n)H2O ＝ GeO2·nH2O ＋4HCl

【解析】

(1)根据题干信息可以判断：反应物为GeO2、Na2CO3，生成物为Na2GeO3、CO2，反应条件为加热，据此写出反应的化学方程式；

(2)水浸取焙烧物的时间较长，可以使焙烧物中含锗化合物尽可能溶解；

(3)类比偏铝酸钠与盐酸的反应，根据题干信息判断反应物、生成物，然后写出反应的化学方程式；

(4)如果酸度不够，锗酸钠与氢离子反应生成了生成了H2GeO3(或GeO2或GeO2nH2O)，生成了H2GeO3(或GeO2或GeO2nH2O)水中溶解度不大，所以出现浑浊现象；

(5)溶液中分离易溶物，可以根据沸点不同利用蒸馏法分离；

(6)根据反应流程可知，四氯化锗与高纯水反应生成GeO2nH2O，根据质量守恒定律写出该反应方程式。

(1)根据反应流程可知，碳酸钠与二氧化锗反应生成锗酸钠和二氧化碳，反应的化学方程式为：GeO2+Na2CO3Na2GeO3+CO2↑；

(2)用水浸取焙烧物长达2小时的目的是为了尽可能使焙烧混合物中的含锗化合物溶于水，=从而提高含锗化合物的浸出率；

(3)GeO2是一种难溶于水的偏弱酸性的两性氧化物，类比氢氧化铝的性质，则H2GeO3能够与氯化氢反应生成生成物为GeCl4、NaCl和水，反应的化学方程式为：Na2GeO3+6HCl=2NaCl+3H2O+GeCl4；

(4)若滤液“酸化”时酸度不够，Na2GeO3与氢离子反应生成了生成了H2GeO3(或GeO2或GeO2nH2O)，生成了H2GeO3(或GeO2或GeO2nH2O)在水中溶解度较小，所以溶液会出现明显的浑浊；

(5)GeCl4的沸点是83.1℃，其沸点较低，从溶液中分离出GeCl4，可以通过蒸馏操作操作完成；

(6)根据制备流程可知，GeCl4与高纯水反应生成GeO2nH2O，另一种产物为HCl，则反应的化学方程式为：GeCl4+(2+n)H2O=4HCl+GeO2nH2O。