Question

（15分）鍺及其某些化合物是導彈火箭制導中的重要光電材料，工業上生產鍺的流程如下：

已知：GeO₂與濃鹽酸反應生成四氯化鍺（熔點為—51.5℃，沸點為86.6℃）。四氯化鍺易水解。
（1）步驟②中濃鹽酸除了作為反應物外，還有一個重要作用是                 。
（2）步驟③控制的溫度范圍          。
（3）寫出反應的④、⑥的化學方程式
④                                  ；⑥                               。
（4）生產過程中可以循環利用的物質是          （填化學式）
（5）步驟①中產生的SO₂可以用堿液吸收，請寫出離子反應方程式             。
（6）請簡要描述實驗室中操作a的過程                   。

Answer 1

（1）抑制四氯化鍺水解（2）86.6℃～100℃
（3）④GeCl₄+(n+2)H₂O＝GeO₂·nH₂O+4HCl；⑥GeO₂+2H₂Ge+2H₂O
（4）HCl （5）SO₂+2OH^—＝SO₃^2—+H₂O
（6）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。

試題分析：（1）步驟②中GeO₂與濃鹽酸反應得到GeCl₄, 四氯化鍺是強酸弱堿鹽，易水解。所以濃鹽酸除了作為反應物外，還有一個重要作用是抑制四氯化鍺水解。（2）步驟③控制的溫度范圍要高于四氯化鍺的沸點86.6℃，而低于水的沸點100℃，即溫度在86.6℃～100℃。（3）④的方程式是GeCl₄+(n+2)H₂O＝GeO₂·nH₂O+4HCl；⑥的方程式是GeO₂+2H₂Ge+2H₂O；（4）由化學反應方程式及生產流程示意圖可知：在生產過程中可以循環利用的物質是HCl。（5）步驟①中產生的SO₂可以用堿液吸收，請該反應的離子方程式是SO₂+2OH^—＝SO₃^2—+H₂O；（6）在實驗室中過濾的操作過程組裝好過濾器，將混合物沿玻璃棒倒入過濾器中，靜置，使濾液自然流下來。