题目内容
【题目】今年为门捷列夫发现元素周期律150周年。门捷列夫预言了很多未知元素，锗是其中一种，工业上用精硫锗矿(主要成分为GeS2)制取高纯度锗，其工艺流程如图所示：
(1)开始将精硫锗矿粉碎的目的是_______。工艺流程中COCl2分子中各原子均达到8电子稳定结构，其结构式为_______。
(2)酸浸时温度不能过高的原因是______(用化学方程式表示)。
(3)GeCl4易水解生成GeO2·nH2O，此过程化学方程式为___________。温度对GeCl4水解率的影响如图所示，为提高水解率，实验时可采取的措施为______(填序号)。
A.冰水溶 B.冰盐水浴 C.49℃水浴
(4)GeO2是锗酸(H2GeO3)的酸酐。请通过计算判断25℃时0.1mol·L—1的 NaHGeO2溶液pH________(填“＞”＝”或“＜”)7，理由是__________。(已知25℃时，H2GeO2的
)
【答案】增大固体表面积，加快GeS2的升华速率 
4HNO3(浓)
4NO2↑+O2↑+2H2O GeCl4＋(n+2)H2O = GeO2·nH2O↓＋4HCl B ＞ NaHGeO3水解平衡常数
，大于Ka2=1.9×10－13，即NaHGeO3溶液中水解程度大于电离程度，溶液显碱性，故pH＞7。
【解析】
粉碎精硫矿（主要成分为GeS2），在800℃，在N2氛围中使精硫矿升华，得到较为纯净的GeS2，加入氨气在825℃条件下将其还原为GeS，用浓硝酸酸浸：GeS+8H＋+10NO3－=GeO2+SO42－+10NO2↑+4H2O，得到粗GeO2，用COCl2将其氯化为GeCl4，加入高纯水水解得到GeO2·nH2O，200℃将其脱水得到纯GeO2，最后用氢气将其还原得到高纯度Ge。
(1) 将精硫锗矿粉碎可以增大固体物质的表面积，有利于后续升华的速率；COCl2中各物质的均达到了8电子稳定结构，C达到8电子稳定结构需要形成4个共价键，O需要2个，Cl需要1个，可知C在中间，C和O之间形成双键，C和Cl之间形成单键，则结构简式为
；
(2)用浓硝酸酸浸，浓硝酸不稳定，受热分解生成NO2和O2，化学方程式为4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O；
(3)GeCl4易水解生成GeO2·nH2O，化合价没有发生变化，根据原子守恒配平，反应为：GeCl4＋(n+2)H2O=GeO2·nH2O↓+4HCl；根据图表，温度低时水解率较高，提高水解率，即促使反应正向进行，可加盐，故选用冰盐水浴；
(4) NaHGeO3为锗酸的酸式盐，HGeO3－在溶液中既能水解，也能电离，水解呈碱性，电离呈酸性，因此判断溶液的酸碱性，需要比较水解和电离程度的强弱，需要得到比较水解和电离平衡常数大小；NaHGeO3水解平衡常数，大于Ka2=1.9×10－13，即NaHGeO3溶液中水解程度大于电离程度，溶液显碱性，故pH＞7。
名校课堂系列答案
【题目】苯甲酸乙酯(C9H10O2)稍有水果气味，用于配制香水香精和人造精油，大量用于食品工业中，也可用作有机合成中间体、溶剂等。其制备方法为：
已知：
颜色、状态 | 沸点(℃) | 密度(g·cm－3) | |
苯甲酸 | 无色、片状晶体 | 249 | 1.265 9 |
苯甲酸乙酯 | 无色澄清液体 | 212.6 | 1.05 |
乙醇 | 无色澄清液体 | 78.3 | 0.789 3 |
环己烷 | 无色澄清液体 | 80.8 | 0.731 8 |
*苯甲酸在100 ℃会迅速升华。
实验步骤如下：
a．在100 mL圆底烧瓶中加入12.20 g苯甲酸、25 mL乙醇(过量)、20 mL 环己烷，以及4 mL浓硫酸，混合均匀并加入沸石，按下图所示装好仪器，控制温度在65～70 ℃加热回流2 h。反应时环己烷—乙醇—水会形成“共沸物”(沸点62.6 ℃)蒸馏出来，再利用分水器不断分离除去反应生成的水，回流环己烷和乙醇。
b．反应结束，打开旋塞放出分水器中液体后，关闭旋塞。继续加热，至分水器中收集到的液体不再明显增加，停止加热。
c．将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，加入饱和Na2CO3溶液。
d．用分液漏斗分出有机层，水层用25 mL乙醚萃取分液，然后合并至有机层。加入氯化钙，对粗产物进行蒸馏，低温蒸出乙醚后，继续升温，接收210～213 ℃的馏分。
e．检验合格，测得产品体积为12.86 mL。
回答下列问题：
（1）反应中浓硫酸的作用是：________________。步骤a中加入沸石作用：____________。温度在65～70 ℃加热的方法是：________________。
（2）仪器A的名称是：________________。该反应类型为______________。
（3）关于步骤d中的分液操作叙述正确的是________。
A．水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞。将分液漏斗倒转过来，用力振摇
B．振摇几次后需打开分液漏斗下口的玻璃活塞放气
C．经几次振摇并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层
D．放出液体时，需将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔
（4）上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是___________________。
（5）当达到该反应的限度，也即达到化学平衡状态。下列描述能说明该反应已达到化学平衡状态的有(填序号)_______________________。
①单位时间里，生成1mol苯甲酸乙酯，同时生成1mol水
②单位时间里，生成1mol苯甲酸乙酯，同时生成1mol乙醇
③单位时间里，消耗1mol乙醇，同时消耗1mol苯甲酸
④正反应的速率与逆反应的速率相等
⑤合物中各物质的浓度不再变化
⑥混合物中各物质的浓度相等
