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  • 1. (2023·湖南模拟) 锗(Ge)是门捷列夫在1871年所预言的元素“亚硅”,高纯度的锗已成为目前重要的半导体材料,其化合物在治疗癌症方面也有着独特的功效。如图是以锗锌矿(主要成分为GeO2、ZnS,另外含有少量的Fe2O3等)为主要原料生产高纯度锗的工艺流程:

    已知:GeO2可溶于强碱溶液,生成锗酸盐;GeCl4的熔点为-49.5℃,沸点为84℃,在水中或酸的稀溶液中易水解。

    1. (1) Ge在元素周期表中的位置是,GeCl4晶体所属类别是
    2. (2) 步骤①NaOH溶液碱浸时发生的离子反应方程式为
    3. (3) 步骤③沉锗过程中,当温度为90℃,pH为14时,加料量(CaCl2/Ge质量比)对沉锗的影响如表所示,选择最佳加料量为(填“10-15”“15-20”或“20-25”)。

      编号

      加料量(CaCl2/Ge)

      母液体积(mL)

      过滤后滤液含锗(mg/L)

      过滤后滤液pH

      锗沉淀率(%)

      1

      10

      500

      76

      8

      93.67

      2

      15

      500

      20

      8

      98.15

      3

      20

      500

      2

      11

      99.78

      4

      25

      500

      1.5

      12

      99.85

    4. (4) 步骤⑤中选择浓盐酸而不选择稀盐酸的原因是
    5. (5) 步骤⑥的化学反应方程式为
    6. (6) Ge元素的单质及其化合物都具有独特的优异性能,请回答下列问题:

      ①量子化学计算显示含锗化合物H5O2Ge(BH4)3具有良好的光电化学性能。CaPbI3是H5O2Ge(BH4)3的量子化学计算模型,CaPbI3的晶体结构如图所示,若设定图中体心钙离子的分数坐标为(),则分数坐标为(0,0,)的离子是

      ②晶体Ge是优良的半导体,可作高频率电流的检波和交流电的整流用。如图为Ge单晶的晶胞,设Ge原子半径为rpm,阿伏加德罗常数的值为NA , 则该锗晶体的密度计算式为(不需化简)ρ=g/cm3

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