题目

题型：不详难度：来源：

锗（Ge）是第ⅣA族元素，它的单质是一种良好的半导体材料，被广泛地应用在电子工业上，锗可以从烟道灰中提取，其过程如下：



（1）写出上述各步反应的化学方程式①______；②______；③______；④______．
（2）提取过程中①至③的作用是什么？从节约资源角度考虑哪一步的产物可以循环使用？

答案

（1）①锗最外层有4个电子，所以其最高价为+4，锗的最高价氧化物为GeO₂，与HCl（aq）发生复分解反应，生成的氯化物应为GeCl₄和H₂O，反应方程式为：GeO₂+4HCl═GeCl₄+2H₂O．
故答案为：GeO₂+4HCl═GeCl₄+2H₂O．
②GeCl₄水解反应：GeCl₄+4H₂O



Ge（OH）₄+4HCl（正反应吸热），生成原锗酸H₄GeO₄与HCl，原锗酸H₄GeO₄失水变为锗酸H₂GeO₃，反应方程式为GeCl₄+4H₂O═H₄GeO₄+4HCl、H₄GeO₄═H₂GeO₃+H₂O（或GeCl₄+3H₂O═H₂GeO₃+4HCl ）
故答案为：GeCl₄+4H₂O═H₄GeO₄+4HCl、H₄GeO₄═H₂GeO₃+H₂O（或GeCl₄+3H₂O═H₂GeO₃+4HCl ）．
③GeCl₄水解反应：GeCl₄+4H₂O



Ge（OH）₄+4HCl（正反应吸热），生成原锗酸H₄GeO₄与HCl，加热平衡向右移动，HCl逸出，且水分不断蒸发，原锗酸H₄GeO₄失水变为锗酸H₂GeO₃，H₄GeO₄失水变为锗酸H₂GeO₃，锗酸受热分解为GeO₂．
锗酸受热分解为GeO₂与水，反应方程式为H₂GeO₃ 

△  .

GeO₂+H₂O．
故答案为：H₂GeO₃ 

△  .

GeO₂+H₂O．
④GeO₂与H₂发生氧化还原反应，H₂夺去GeO₂中的O生成H₂O，Ge被还原出来．反应方程式为GeO₂+2H₂

△  .

Ge+2H₂O．
故答案为：GeO₂+2H₂

△  .

Ge+2H₂O．
（2）前三步的主要作用是分离、提纯和富集锗的氧化物．
第②步中产生的盐酸可以循环到第①步中使用，①③④中产生的水也可以循环到第②步使用．
故答案为：前三步的主要作用是分离、提纯和富集锗的氧化物．
第②步中产生的盐酸可以循环到第①步中使用，①③④中产生的水也可以循环到第②步使用．