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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？

参考解答

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2025-02-24 05:53:55

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（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．

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