和硅同一主族的锗也是重要的半导体材料，锗应用于航空航天测控、光纤通讯等领域。一种提纯二氧化...

和硅同一主族的锗也是重要的半导体材料，锗应用于航空航天测控、光纤通讯等领域。一种提纯二氧化锗粗品（主要含GeO2、As2O3）的工艺如下：

已知：①“碱浸”过程中的反应为：GeO2＋2NaOH＝Na2GeO3＋H2O、As2O3＋2NaOH＝2NaAsO2＋H2O

② GeCl4的熔点为-49.5℃，AsCl3与GeCl4的沸点分别为130.2℃、84℃。

（1）砷的原子序数为33，砷在元素周期表中的位置为第______周期第________族。

（2）“氧化除砷”的过程是将NaAsO2氧化为Na3AsO4，其反应的离子方程式为：___________________________________________________________________。

（3）传统的提纯方法是将粗品直接加入盐酸中蒸馏，其缺点是_________________。

（4）“蒸馏”过程中的反应的化学方程式为：________________________________。

（5）“水解”操作时保持较低温度有利于提高产率，其最可能的原因是_____________（答一条即可）。

（6）若1吨二氧化锗粗品（含杂质30%）经提纯得0.745吨的较纯二氧化锗产品，则杂质脱除率为_________。

（7）和砷同一主族的锑也可以用于半导体中。一种突破传统电池设计理念的镁—锑液态金属二次电池工作原理如图所示：

该电池由于密度的不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成不变。充电时，C1－向______（填“上”或“下”）移动；放电时，正极的电极反应式为______。

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硅、锗(32Ge，熔点 937℃)和镓(31Ga)都是重要的半导体材料，在航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。锗与硅是同主族元素。

(1)硅在元素周期表中的位置是________。

(2)硅和锗与氯元素都能形成氯化物 RCl4(R代表Si和Ge)，从原子结构角度解释原因 _______。

(3)自然界矿石中锗浓度非常低，因此从锗加工废料(含游离态锗)中回收锗是一种非常重要的方法。如图是一种提取锗的流程：

①NaClO 溶液浸取含锗废料中的锗时发生反应的离子方程式为_____；为了加NaClO 溶液浸取含锗废料的速率，可以采取的措施有_____。

②操作 1 和操作 2 是____。

③ GeO2 的熔点为 1086℃，利用氢气还原GeO2，每生成 146kg 的锗放出 akJ 的热量，该反应的热化学方程式为_______。

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镓(Ga)、锗(Ge)、硅(Si)、硒(Se)的单质及某些化合物如砷化镓、磷化镓等都是常用的半导体材料，应用于航空航天测控、光纤通讯等领域。回答下列问题：

(1)硒常用作光敏材料，基态硒原子的核外电子排布式为[Ar]_______；与硒同周期的p区元素中第一电离能大于硒的元素有_____种；SeO3的空间构型是_______。

(2)根据元素周期律，原子半径Ga ___As，第一电离能Ga _____As。(填“大于”或“小于”)

(3)水晶的主要成分是二氧化硅，在水晶中硅原子的配位数是______，硅与氢结合能形成一系列的二元化合物SiH4、Si2H6等，与氯、溴结合能形成SiCl4 、SiBr4,上述四种物质的沸点由高到低的顺序为__________，丁硅烯(Si4H8)中σ键与π键个数之比为___。

(4)GaN、GaP、GaAs都是很好的半导体材料，晶体类型与晶体硅类似，熔点如下表所示，分析其变化原因___。

(5)GaN晶体结构如图所示。已知六棱柱底边边长为a cm，阿伏加德罗常数的值为NA。

①晶体中Ga原子采用六方最密堆积方式，每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为_____。

②从GaN晶体中“分割”出的平行六面体如图所示。若该平行六面体的体积为cm3，GaN晶体的密度为____g/cm3(用a、NA表示)。

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镓(Ga)、锗(Ge)、硅(Si)、硒(Se)的单质及某些化合物如砷化镓、磷化镓等都是常用的半导体材料，应用于航空航天测控、光纤通讯等领域。回答下列问题：

(1)硒常用作光敏材料，基态硒原子的核外电子排布式为[Ar]_______；与硒同周期的p区元素中第一电离能大于硒的元素有_____种；SeO3的空间构型是_______。

(2)根据元素周期律，原子半径Ga ___As，第一电离能Ga _____As。(填“大于”或“小于”)

(3)水晶的主要成分是二氧化硅，在水晶中硅原子的配位数是______，硅与氢结合能形成一系列的二元化合物SiH4、Si2H6等，与氯、溴结合能形成SiCl4 、SiBr4,上述四种物质的沸点由高到低的顺序为__________，丁硅烯(Si4H8)中σ键与π键个数之比为___。

(4)GaN、GaP、GaAs都是很好的半导体材料，晶体类型与晶体硅类似，熔点如下表所示，分析其变化原因___。

(5)GaN晶体结构如图所示。已知六棱柱底边边长为a cm，阿伏加德罗常数的值为NA。

①晶体中Ga原子采用六方最密堆积方式，每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为_____。

②从GaN晶体中“分割”出的平行六面体如图所示。若该平行六面体的体积为cm3，GaN晶体的密度为____g/cm3(用a、NA表示)。

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锗是一种重要的战略资源，在半导体、航空航天测控等领域都有着广泛的应用。下图是以一种锗矿主要成分为、、为原料制备锗的工艺流程：

已知：

为两性氧化物。

“萃取”时用的萃取剂在本实验条件下对有很好的选择性。

的熔、沸点分别为、，极易水解放热。

“蒸馏”过程中发生的反应为。

(1)锗在元素周期表中的位置为第_________周期第________族。

(2)“粉碎”的目的是_______________________。

(3)“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为________________。

(4)“滤渣”的成分为________________填化学式，“水相”中的阳离子除了和外，还有__________________填离子符号。

(5)“萃取”时，锗的萃取率与水相与有机相的体积比的关系如图所示，从生产成本的角度考虑，最适宜的为______________填序号。

(6)“水解”时反应的化学方程式为_________________，该步实验操作必须在冰盐浴中进行的原因除了有利于水解反应正向进行外，还有______________。

(7)假设流程中每步都没有锗元素损失，若锗 含锗经提纯得到的锗，则杂质元素的脱除率为_____________用含a、b、c的式子表示。已知：杂质元素的脱除率

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镓（31Ga）、锗（32Ge）都是重要的稀有金属，在化学催化剂、半导体材料、新能源等领域应用广泛，可从锗煤燃烧后的粉煤灰（含 Ga2O3、GeO2、SiO2、Al2O3）中提取， 部分流程如下：

已知：

（1）滤渣的主要成分为_____。

（2）①中发生的反应有 Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、Ga2O3+6H+=2Ga3++3H2O 和_____。

（3）操作 a 的名称是_____，②中控制温度的范围是_____（填字母序号）。

a．20~84℃　　 b．84~183℃　　 c．84~201℃

（4）④中发生反应的化学方程式是__________________________________________。

（5）镓能与沸水剧烈反应生成氢气，锗在加热条件下与盐酸或稀硫酸不反应。从原子结构角度解释其原因：______________________

（6）用浓盐酸酸化的磷酸三丁酯（TBP）可以从残液中萃取 Ga3+，相关反应为：TBP+GaCl3+HCl TBPH+·GaCl。用稀 NaOH 溶液对有机相进行反萃取，用盐酸调节反萃取液 pH 至 5~6，然后升温至 85~95℃水解得到 Ga(OH)3，经后续处理得到粗镓。结合化学用语解释用稀 NaOH 溶液对有机相进行反萃取的原因：_________________。

（7）电解法可以提纯粗镓，具体原理如图所示。镓在阳极溶解生成的 Ga3+与 NaOH 溶液反应生成 GaO ，GaO 在阴极放电的电极反应式是_____________________。

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化学在生产生活中有着广泛的应用，下列两项内容说法正确且存在因果关系的是（　　 ）

A.A B.B C.C D.D

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（16分）锗及其化合物被广泛应用于半导体、催化剂等领域。以铅锌矿含锗烟尘为原料可制备GeO2，其工艺流程图如下。

已知：GeO2是两性氧化物；GeCl4易水解，沸点86.6℃

（1）第①步滤渣主要成分有　　　　　　 （填化学式），实验室萃取操作用到的玻璃仪器有　　　　 。

（2）第③步萃取时，锗的萃取率与V水相/V有机相（水相和有机相的体积比）的关系如图所示，从生产成本角度考虑，较适宜的V水相/V有机相的值为　　　　　　 。

（3）第④步加入盐酸作用　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （答两点即可）。

（4）第⑤步反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（5）检验GeO2·nH2O是否洗涤干净的操作是　　　　　 。

（6）GeO2产品中通常混有少量SiO2。取样品5.4g，测得其中氧原子的物质的量为0.105mol，则该样品中GeO2的物质的量为_____ mol。

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（14分）锗及其化合物被广泛应用于半导体、催化剂等领域。以铅锌矿含锗烟尘为原料可制备GeO2，其工艺流程图如下。

已知：GeO2是两性氧化物；GeCl4易水解，沸点86.6℃

（1）第①步滤渣主要成分有　　　　　　　 （填化学式），实验室萃取操作用到的玻璃仪器有　　　　 　　　 。

（2）第③步萃取时，锗的萃取率与V水相/V有机相（水相和有机相的体积比）的关系如下图所示，

从生产成本角度考虑，较适宜的V水相/V有机相的值为　　　　　　 。

（3）第④步加入盐酸作用　　　　　　　　 （答两点即可）。

（4）第⑤步反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（5）检验GeO2·nH2O是否洗涤干净的操作是　　　　　 。

（6）GeO2产品中通常混有少量SiO2。取样品5.4g，测得其中氧原子的物质的量为0.105mol，则该样品中GeO2的物质的量为_____ mol。

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（12分）锗及其化合物被广泛应用于半导体、催化剂等领域。以铅锌矿含锗烟尘为原料可制备GeO2，其工艺流程图如下。

已知：GeO2是两性氧化物；GeCl4易水解，沸点86.6℃

（1）第①步滤渣主要成分有　　　 　　 （填化学式），实验室萃取操作用到的玻璃仪器有　　　　　　　 。

（2）第②步萃取时，锗的萃取率与V水相/V有机相（水相和有机相的体积比）的关系如下图所示，

从生产成本角度考虑，较适宜的V水相/V有机相的值为　　　　　　 。

（3）第④步加入盐酸作用　　　　　　　　 （答两点即可）。

（4）第⑤步反应的化学方程式　　　　　　　　　　 。

（5）检验GeO2·nH2O是否洗涤干净的操作是　　　　　　 　　　　 。

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