分析 二氧化鍺粗品(主要含GeO2、As2O3)中加入NaOH溶液堿浸,發(fā)生的反應(yīng)為GeO2+2NaOH═Na2GeO3+H2O、As2O3+2NaOH═2NaAsO2+H2O,向溶液中加入NaClO3氧化除砷,發(fā)生的反應(yīng)為3NaAsO2+NaClO3+6 NaOH=3 Na3AsO4+NaCl+3H2O,向溶液中加入稀鹽酸并蒸餾,“蒸餾”過(guò)程中的反應(yīng)為:Na2GeO3+6HCl═2NaCl+GeCl4+3H2O,所以得到GeCl4,向GeCl4中加入高純水,發(fā)生的水解反應(yīng)為GeCl4+(n+2)H2O=GeO2•n H2O↓+4HCl,然后過(guò)濾得到母液和GeO2•n H2O,將GeO2•n H2O烘干得到高純的GeO2,
(1)鍺的原子序數(shù)為32,鍺在元素周期表中的位置為第四周期IVA族;
(2)“氧化除砷”的過(guò)程是將NaAsO2氧化為Na3AsO4,同時(shí)氯酸鈉被還原生成氯化鈉,根據(jù)反應(yīng)物和生成物書(shū)寫(xiě)反應(yīng)方程式;
(3)傳統(tǒng)的提純方法是將粗品直接加入鹽酸中蒸餾,餾出物中將會(huì)含有AsCl3;
(4)工業(yè)上與蒸餾操作相關(guān)的設(shè)備有蒸餾釜和冷凝塔;
(5)“水解”時(shí)生成GeO2•n H2O和HCl,溫度高時(shí)GeCl4易揮發(fā),且該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高平衡平衡逆向移動(dòng);
(6)1噸二氧化鍺粗品(含雜質(zhì)30%)中雜質(zhì)質(zhì)量=1t×30%=0.3t,純的二氧化鍺質(zhì)量=1t×(1-30%)=0.7t,實(shí)際上經(jīng)提純得0.745噸的高純二氧化鍺產(chǎn)品,則提純得到的二氧化鍺中雜質(zhì)質(zhì)量=(0.745-0.7)t=0.045t,據(jù)此計(jì)算雜質(zhì)去除率.
解答 解:二氧化鍺粗品(主要含GeO2、As2O3)中加入NaOH溶液堿浸,發(fā)生的反應(yīng)為GeO2+2NaOH═Na2GeO3+H2O、As2O3+2NaOH═2NaAsO2+H2O,向溶液中加入NaClO3氧化除砷,發(fā)生的反應(yīng)為3NaAsO2+NaClO3+6 NaOH=3 Na3AsO4+NaCl+3H2O,向溶液中加入稀鹽酸并蒸餾,“蒸餾”過(guò)程中的反應(yīng)為:Na2GeO3+6HCl═2NaCl+GeCl4+3H2O,所以得到GeCl4,向GeCl4中加入高純水,發(fā)生的水解反應(yīng)為GeCl4+(n+2)H2O=GeO2•n H2O↓+4HCl,然后過(guò)濾得到母液和GeO2•n H2O,將GeO2•n H2O烘干得到高純的GeO2,
(1)鍺的原子序數(shù)為32,鍺在元素周期表中的位置為第四周期IVA族,故答案為:四;IVA;
(2)“氧化除砷”的過(guò)程是將NaAsO2氧化為Na3AsO4,同時(shí)氯酸鈉被還原生成氯化鈉,根據(jù)反應(yīng)物和生成物書(shū)寫(xiě)反應(yīng)方程式為3NaAsO2+NaClO3+6 NaOH=3 Na3AsO4+NaCl+3H2O,故答案為:3NaAsO2+NaClO3+6 NaOH=3 Na3AsO4+NaCl+3H2O;
(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;
(4)工業(yè)上與蒸餾操作相關(guān)的設(shè)備有蒸餾釜和冷凝塔,故選AC,
故答案為:AC;
(5)“水解”時(shí)生成GeO2•n H2O和HCl,反應(yīng)方程式為GeCl4+(n+2)H2O=GeO2•n H2O↓+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,所以采用低溫水解,
故答案為:GeCl4+(n+2)H2O=GeO2•n H2O↓+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;
(6)1噸二氧化鍺粗品(含雜質(zhì)30%)中雜質(zhì)質(zhì)量=1t×30%=0.3t,純的二氧化鍺質(zhì)量=1t×(1-30%)=0.7t,實(shí)際上經(jīng)提純得0.745噸的高純二氧化鍺產(chǎn)品,則提純得到的二氧化鍺中雜質(zhì)質(zhì)量=(0.745-0.7)t=0.045t,雜質(zhì)去除率=$\frac{(0.3-0.045)t}{0.3t}$×100%=85%,
故答案為:85%.
點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備,為高頻考點(diǎn),涉及元素周期表結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用、鹽類水解、氧化還原反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn),明確化學(xué)反應(yīng)原理、基本操作、物質(zhì)性質(zhì)是解本題關(guān)鍵,知道流程圖中發(fā)生的反應(yīng)及基本操作方法,側(cè)重考查學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用能力,題目難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:推斷題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | SO2和NxOy都屬于酸性氧化物 | |
B. | 霧屬于膠體,能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng) | |
C. | 重金屬離子可導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性 | |
D. | 汽車尾氣的大量排放是造成霧霾天氣的人為因素之一 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
物質(zhì) | 氫鍵X-H…Y | 鍵能kJ.mol-1 |
。℉F)n | D-H…F | 28.1 |
冰 | O-H…O | 18.8 |
。∟H3)n | N-H…N | 5.4 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
電離能(kJ/mol) | I1 | I2 | I3 | I4 |
A | 932 | 1 821 | 15 390 | 21 771 |
B | 738 | 1 451 | 7 733 | 10 540 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 用濃硫酸和銅制取二氧化硫 | B. | 用鋅粒與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣 | ||
C. | 用氯化銨與氫氧化鈣反應(yīng)制取氨氣 | D. | 用銅與濃硝酸反應(yīng)制取二氧化氮 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | A→B的反應(yīng)屬于加成反應(yīng) | B. | B→C的反應(yīng)屬于酯化反應(yīng) | ||
C. | C→D的反應(yīng)屬于消去反應(yīng) | D. | D→E的反應(yīng)屬于加成反應(yīng) |
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