题目内容
【题目】二氧化锗被广泛用于制作高纯金属锗、锗化合物、化工催化剂及医药工业,某工厂用褐煤烟灰(主要成分C、GeO2,还有少量Al2O3和SiO2)为原料制备GeO2,其流程如下:
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已知:GeO2难溶于水,不跟水反应,是以酸性为主的两性氧化物,溶于强碱溶液生成锗酸盐,与浓盐酸生成GeCl4(GeCl4的沸点是83.1℃)
(1)用水浸取焙烧物2小时的目的是____________________,操作“X”的名称为________,该操作除了冷凝管、铁架台、牛角管、锥形瓶、石棉网、酒精灯外还缺少的玻璃仪器是________
(2)写出焙烧时二氧化锗与氢氧化钠发生反应的化学方程式________________________________
(3)“酸化”至溶液中盐酸浓度为5.3 mol/L时有利于生成GeCl4,写出该反应的化学方程式:____若滤液“酸化”时酸度不够,溶液会出现明显的浑浊,原因是____________
(4)GeO2产品中通常混有少量SiO2。取样品w g,测得其中氧原子的物质的量为n mol,则该样品中GeO2的物质的量为____________mol(用含w、n的代数式表示)
【答案】为了提高含锗化合物的浸出率 蒸馏 蒸馏烧瓶、温度计 2NaOH+GeO2
Na2GeO3+H2O Na2GeO3+6HCl=2NaCl+3H2O+GeCl4 生成了H2GeO3(或GeO2或GeO2nH2O)沉淀
(或
-
n)
【解析】
(1)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;GeCl4的沸点是83.1℃,其沸点较低,从溶液中分离出GeCl4,可以通过蒸馏操作完成;蒸馏要用到的仪器有冷凝管、铁架台、牛角管、锥形瓶、石棉网、酒精灯,还要蒸馏烧瓶、温度计,故答案为:为了提高含锗化合物的浸出率;蒸馏;蒸馏烧瓶、温度计;
(2)GeO2难溶于水和稀盐酸,不跟水反应,是以酸性为主的两性氧化物,可知二氧化锗与氢氧化钠反应生成锗酸钠和水,反应方程式为:2NaOH+GeO2
Na2GeO3+H2O,故答案为:2NaOH+GeO2
Na2GeO3+H2O;
(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;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),生成的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,故答案为:Na2GeO3+6HCl=2NaCl+3H2O+GeCl4;生成了H2GeO3(或GeO2或GeO2nH2O)沉淀;
(4)设wg样品中含SiO2、GeO2的物质的量分别为x、y,测得O原子的物质的量为n mol,根据氧原子守恒可得:2x+2y=n ①,根据质量守恒可得:60x+105y=w②,
联①②可得y=
(或
-
n),故答案为:
(或
-
n)。
【题目】探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O反应速率的影响因素,有关实验数据如下表所示:下列说法不正确的是( )
实验编号 | 温度 | 催化剂用量(g) | 酸性KMnO4溶液 | H2C2O4溶液 | KMnO4溶液褪色平均时间 min | ||
体积(mL) | 浓度mol·L-1 | 体积(mL) | 浓度 mol·L-1 | ||||
1 | 25 | 0.5 | 4 | 0.1 | 8 | 0.2 | 12.7 |
2 | 80 | 0.5 | 4 | 0.1 | 8 | 0.2 | a |
3 | 25 | 0.5 | 4 | 0.01 | 8 | 0.2 | 6.7 |
4 | 25 | 0 | 4 | 0.01 | 8 | 0.2 | b |
A. a<12.7,b>6.7
B. 用KMnO4表示该反应速率,v(实验3)<v(实验1)
C. 用H2C2O4表示该反应速率,v(实验1)约为7.87×10-5 mol·L-1·min-1
D. 可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢