1、题组36以陌生无机物制备流程为载体的综合题专练1.2019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。请回答:(1)锗在元素周期表中的位置是。(2)800 ,在N2氛围中使精硫锗矿升华的目的是。(3)酸浸时Ge、S元素均被氧化到最高价态,写出该反应的离子方程式: 。酸浸时温度不能过高的原因是。(4)GeCl4易水解生成GeO2nH2O,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.冰水浴B.冰盐水浴C.49 水浴(5)请判断25 时0.1 mol
2、L-1 NaHGeO3溶液的pH(填“”“=”或“NaHGeO3溶液中HGeO3-的水解程度大于其电离程度,溶液显碱性,故pH7解析(1)Ge在元素周期表中位于第四周期第A族。(2)根据题干信息可知,在N2氛围中使精硫锗矿升华的目的是避免GeS2被氧化,得到较为纯净的GeS2。(3)浓硝酸酸浸GeS时,Ge、S元素均被氧化到最高价态,则生成GeO2、SO42-,NO3-被还原为二氧化氮气体,离子方程式为GeS+8H+10NO3- GeO2+SO42-+10NO2+4H2O;浓硝酸受热易分解,故酸浸时温度不能过高。(4)GeCl4易水解生成GeO2nH2O,根据题图知,温度较低时水解率较高,为提
3、高水解率,可选用冰盐水浴。(5)已知25 时H2GeO2的Ka1=1.710-9,Ka2=1.910-13,NaHGeO3的水解常数Kh=KwKa1=11.710-5Ka2(1.910-13),即NaHGeO3溶液中HGeO3-的水解程度大于其电离程度,溶液显碱性,故pH7。2.锑(Sb)及其化合物在工业上有许多用途。以辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)为原料制备金属锑的工艺流程如图所示:已知:浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外,还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等;常温下:Ksp(CuS)=1.2710-36,Ksp(PbS)=9
4、.0410-29;溶液中离子浓度1.010-5 molL-1时,认为该离子沉淀完全。(1)滤渣1中除了S之外,还有(填化学式)。(2)“浸出”时,Sb2S3发生反应的化学方程式为。(3)“还原”时,被Sb还原的物质为(填化学式)。(4)常温下,“除铜、铅”时,Cu2+和Pb2+均沉淀完全,此时溶液中的c(S2-)不低于;所加Na2S也不宜过多,其原因为。(5)“除砷”时有H3PO3生成,该反应的化学方程式为。(6)“电解”时,被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为。答案(1)SiO2(2)Sb2S3+3SbCl5 5SbCl3+3S(3)SbCl5(4)9.0410-24 molL-1
5、产生H2S等污染性气体(或生成Sb2S3)(5)2AsCl3+3Na3PO2+3HCl+3H2O 2As+3H3PO3+9NaCl(6)32解析(1)SiO2不溶于盐酸,所以滤渣1中除了S之外,还有SiO2。(2)“浸出”时Sb2S3中的硫元素被SbCl5氧化为S,SbCl5被还原为SbCl3,反应的化学方程式是Sb2S3+3SbCl5 5SbCl3+3S。(3)“还原”时,加入适量的Sb还原“浸出”时加入的过量SbCl5,所以被Sb还原的物质为SbCl5。(4)由Ksp(CuS)=1.2710-36,Ksp(PbS)=9.0410-29可知,Cu2+先沉淀,当Pb2+恰好完全沉淀时,Cu2+
6、已经完全沉淀;Pb2+完全沉淀时,c(Pb2+)1.010-5 molL-1,Ksp(PbS)=9.0410-29,所以此时溶液中的c(S2-)Ksp(PbS)c(Pb2+)=9.0410-291.010-5 molL-1=9.0410-24 molL-1;所加Na2S过多,会生成H2S等污染性气体或生成Sb2S3。(5)“除砷”时Na3PO2与AsCl3发生氧化还原反应生成As和H3PO3,反应的化学方程式为2AsCl3+3Na3PO2+3HCl+3H2O 2As+3H3PO3+9NaCl。(6)“电解”时部分SbCl3在阳极被氧化为SbCl5,部分SbCl3在阴极被还原为Sb,根据得失电子守恒知,被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为32。
