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备战2026 年高考化学【一轮·夯基提能】精讲精练复习讲义
第25 讲 补充元素：镓、锗、铟、铅、锡及其化合物 （讲义）
讲义
夯基·知识精讲
【知识点1】镓及其化合物+5 道例题
【知识点2】锗及其化合物+5 道例题
【知识点3】铟及其化合物+5 道例题
【知识点4】铅及其化合物+5 道例题
【知识点5】锡及其化合物+5 道例题
练习
提能·课后精练
选择题：
15
题
非选择题：
5
题
建议时长：
75
分钟
实际时长： 分钟
【知识点1】镓及其化合物
1、镓：元素符号是Ga，原子序数是31，位于元素周期表第4 周期第ⅢA 族。镓是化学史上第一个先
从理论预言，后在自然界中被发现验证的化学元素。1871 年，门捷列夫预测元素周期表中铝元素下面
有未知元素，原子量大约是68，性质与铝相似。1875 年法国化学家布瓦博得朗发现镓并证实该猜想。
镓在自然界中分布极少，主要伴生于铝土矿和闪锌矿中。
单质镓是淡蓝色金属，熔点29.76℃，在手心即可熔化变为银白色液体。镓能浸润玻璃，故不宜使
用玻璃容器存放。
（1）镓在潮湿空气中易氧化，也可燃烧，在空气中易形成致密氧化膜。
（2）常温下与Cl2、Br2反应：2Ga+3Cl22GaCl3
（3）高温下与O2、S、P、As 反应：Ga+P=====GaP
（4）室温时跟水反应缓慢，跟沸水反应剧烈生成氢氧化镓放出氢气：2Ga+6H2O
2Ga(OH)3+3H2↑
（5）与强酸、强碱都能反应。
2Ga+6HCl2GaCl3+3H2↑、2Ga + 3H2SO4 Ga2(SO4)3 + 3H2↑
2Ga+2NaOH+6H2O2Na[Ga(OH)4]+3H2↑
（6）与浓硝酸常温下能反应，不钝化。
Ga+6HNO3(浓) Ga(NO3)3+NO2↑+3H2O
2、Ga2O3、Ga(OH)3都有两性，Ga(OH)3能溶于氨水中：Ga(OH)3+NH3·H2ONH4[Ga(OH)4]，而Al(OH)3
不溶于NH3·H2O
Ga2O3和Ga(OH)3两性偏酸性：Ga(OH)3+3OH-=====[Ga(OH)6]3－。
3、因为镓常与铝、锌、锗等金属混在一起，所以可在提取出这些金属之后的废料中提取。例如，由铝矾
土矿制备Al2O3的工艺流程中，铝酸盐溶液经CO2酸化后分离出Al(OH)3沉淀的母液富集了镓。将母液再次
经CO2酸化后便可得到富集的Ga(OH)3，使之溶于碱再进行电解即可得到单质镓。
1
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Ga(OH)3 + OH－Ga(OH)4－，Ga(OH)4－+3e－Ga + 4OH－。
4、应用
（1）镓能制造半导体氮化镓、砷化镓、磷化镓、锗半导体掺杂元。
（2）纯镓及低熔合金可作核反应的热交换介质。
（3）高温温度计的填充料。
（4）有机反应中作二酯化的催化剂。
【例1】我国超低轨道遥通一体卫星上大量使用砷化镓(GaAs)太阳能电池。下列有关说法正确的是
A．单质的还原性： Ga> As
B．氢化物的稳定性：
C．镓是一种半导体材料
D．As 原子最多可以得到5 个电子达到8 电子稳定结构
【答案】A
【详解】A．单质还原性同周期主族元素自左向右逐渐减小，单质还原性：Ga> As，故A 正确；
B．非金属性越强，氢化物越稳定，非金属性As<N，则氢化物的稳定性：AsH3＜NH3，故B 错误；
C．镓（Ga）本身并不是一种半导体材料，但它的一些化合物，如砷化镓（GaAs），是重要的半导体材
料，故C 错误；
D．As 原子最多可以得到5 个电子达到10 电子结构，故D 错误；
答案选A。
【例2】GaN 耐酸腐蚀，但能溶于强碱溶液。其制备方法如下：
已知：①金属Ga 的化学性质和Al 相似；
②乙氧基镓
熔点为
。
(1)乙氧基镓
的晶体类型： ；可由镓与乙醇在催化剂作用下反应制备，其方程式为
。
(2)
转化为
无机聚合凝胶的过程包括水解和缩聚
①水解过程：请写出乙氧基镓
与乙醇中少量的水反应达平衡后生成纳米
溶胶的化
学方程式 。碱性强弱：
（填“>”或”<”）
②缩聚过程：通过失水和失醇缩聚形成
无机聚合凝胶的断键情况如下
失水缩聚：
失醇缩聚：
失水缩聚比失醇缩聚更容易，请从结构角度说明理由 。
(3)高温氨化原理：
。请设计实验证明产物中有GaN 生成： 。
【答案】
2
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(1)分子晶体
(2)
> 水分子体积小易脱除，
极性大易断裂
(3)取少量固体产物于试管中，加过量NaOH 溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明
产物中有GaN 生成
【详解】（1）乙氧基镓
熔点为
，熔点较低，则为分子晶体；可由镓与乙醇在催化剂
作用下反应制备乙氧基镓，结合质量守恒，乙醇中羟基氢会生成氢气，其方程式为
；
（2）①乙氧基镓
与乙醇中少量的水反应生成纳米
溶胶，结合质量守恒，乙氧基与
水中氢转化为乙醇，化学方程式
；同主族由上而下，金属性
增强，非金属性变弱；金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，碱性强弱：
>
；
②水分子体积小易脱除，且水分子
极性大易断裂，导致失水缩聚比失醇缩聚更容易；
（3）金属Ga 的化学性质和Al 相似，且GaN 能溶于强碱溶液，则GaN 会在强碱溶液中生成碱性气体氨
气，故实验方案为：取少量固体产物于试管中，加过量NaOH 溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸
变蓝的气体，证明产物中有GaN 生成。
【例3】镓(Ga)是一种战略性元素，科学家制备了一种日盲紫外响应增强的全光谱
异质结自供能光电探测器，其在零偏压下表现出200 至850 nm 的响应范围，并具备优异的稳定性和成像能
力。回答下列问题：
(1)基态Ga 原子的价层价电子排布图为 ，该基态原子最高能级的电子云轮廓图形状为 。
(2)已知
的熔点为1000°C，而GaCl₃ 的熔点只有77.9°C，在270°C 时，氯化镓异二聚体(Ga₂Cl₆)存在
①
和
中Ga 原子的杂化方式分别为 、 。
②
的熔点比
高的原因是 。
(3)Ga 可与
(甲基麦芽酚)形成配合物，该配合物中与Ga 形成配位键的原子是 ，1 mol
甲基麦芽酚中含有的σ 数目为 。
【答案】
(1)
哑铃形(纺锤形)
(2)
为离子晶体而
为分子晶体
(3)氧原子
【详解】（1）Ga 位于周期表第四周期第IIIA 族，所以基态Ga 原子的价层电子排布式为4s24p1，排布图为
3
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，基态Ga 原子最高能级为4p，电子云轮廓图形状为哑铃形(纺锤形)；
（2）①GaCl3分子中Ga 原子价层电子对数为
=3，孤对电子数为0，所以其杂化方式为sp2，
的分子结构为
，所以其杂化方式为sp3；②氟化镓为离子晶体，氯化镓为分子晶
体，所以氟化镓的熔点比氯化镓的熔点高；
（3）Ga 可与
(甲基麦芽酚)形成配合物，该配合物中与Ga(
)形成配位键的原子应该存在孤对
电子，所以是氧原子，1 mol 甲基麦芽酚中含有的4 mol 碳氧键，5mol 碳氢键、5mol 碳碳键，1 mol 氢氧
键，所以1 mol 甲基麦芽酚中含有的σ 数目为
。
【例4】实验室用发光二极管(LED)的生产废料(主要成分为难溶于水的GaN，含少量In、Mg 金属)制备
Ga2O3，过程如下。已知：Ga 与In 为同族元素，In 难溶于NaOH 溶液。
Ga2O3纯度测定：称取Ga2O3样品wg，经处理配制成VmL 溶液，从中移取V0mL 于锥形瓶中，一定条件
下，加入V1mLc1mol/LNa2H2Y 溶液(此时镓以[GaY]-存在)，再加入PAN 作指示剂，用c2mol/L CuSO4标准溶
液滴定过量的Na2H2Y，滴定终点为紫红色。
该过程涉及反应：Cu2++H2Y2-=[CuY]2-+2H+
(1)终点时消耗CuSO4溶液V2mL，则Ga2O3纯度为
。(列出计算式)
(2)滴定时会导致所测Ga2O3纯度偏小的情况是______。(填标号)
A．未使用标准溶液润洗滴定管
B．称重后样品吸收了空气中水汽
C．终点时滴定管尖嘴内有气泡
D．终点读数时仰视滴定管刻度线
【答案】(1)
或
(2)AD
【详解】（1）终点时消耗CuSO4溶液V2mL，根据反应Cu2++H2Y2-=[CuY]2-+2H+可知，过量的Na2H2Y 的物
质的量为：c2V2×10-3mol，则与Ga3+反应的Na2H2Y 的物质的量为：(c1V1×10-3- c2V2×10-3)mol，原样品中含有
Ga2O3的物质的量为：
(c1V1×10-3- c2V2×10-3)mol，则Ga2O3纯度为：
=
=
，故答案为：
；
（2）A．未使用标准溶液润洗滴定管，导致标准液的浓度偏小，V2偏大，故导致实验结果偏小，A 正确；
4
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B．称重后样品吸收了空气中水汽，对实验结果没有影响，B 错误；
C．终点时滴定管尖嘴内有气泡，导致标准液的体积V2偏小，导致实验结果偏大，C 错误；
D．终点读数时仰视滴定管刻度线，导致标准液体积V2偏大，故实验结果偏小，D 正确；
故选AD。
【例5】氮化镓是一种新型的半导体，常用于紫光的激光二极管(LED)。某小组以废旧薄膜太阳能电池
(CIGS)为原料(主要成分为
)制备氮化镓，工艺流程如图：
已知：①硒属于氧族元素，镓、铟与铝位于同主族；
②氨水过量时，
；
③常温下，
，
；
④
易水解生成盐酸与二氧化硫。
(1)基态
原子的价电子轨道表示式为 。
(2)“烧渣”的主要成分是
、
和
，已知：
，“调pH 过滤”后
的“滤渣”主要成分是 (填化学式)。
(3)“回流过滤”中
的作用是 (用镓相关的化学方程式表示)“滤液Ⅰ”加入足量烧碱，加热
可以制备一种气体，该气体经干燥后可直接用于上述“ ”工序(填名称)。
(4)在一定硫酸和双氧水、固体颗粒不变的条件下，单位时间内“酸浸氧化”率与温度的关系如图甲所示
(氧化率等于被氧化的元素质量与该元素总质量之比)。30℃时达到峰值的原因是 。
【答案】
(1)
(2)
和
5
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(3)
高温气相沉积
(4)在30℃之前，随着温度升高，氧化速率增大：30℃之后，双氧水分解，反应物浓度降低，氧化率降低
【详解】废旧薄膜太阳能电池主要成分为
，高温焙烧后得到金属氧化物：
、
和
，加入硫酸和过氧化氢溶解，得到滤液中含有
、
和
，加入过量氨水调节pH，得到的滤
渣中含有
和
，滤液中含有
，向滤渣中加入
，分离出
沉淀，得到
的溶液，通过浓缩结晶得到晶体，最后与氨气作用得到
，据此分析；
（1）
是34 号元素，基态
原子的价电子轨道表示式为：
。
（2）根据以上分析，得到滤液中含有
、
和
，加入过量氨水调节
，得到的滤渣中含有
和
，滤液中含有
。答案为：
和
。
（3）
与水反应，生成
和
，
与
反应生成
，总方程式为：
；滤液为
溶液，加入氢氧化钠溶液，可以制备
，用于“高温气相沉积”工序中。答案为：
；高温气相
沉积。
（4）双氧水受热以后容易分解，温度升高以后，双氧水分解，氧化率降低。答案为：在30℃之前，随着
温度升高，氧化速率增大：30℃之后，双氧水分解，反应物浓度降低，氧化率降低。
【知识点2】锗及其化合物
锗在地壳中是稀有分散元素。已发现的锗矿有硫银锗矿（含锗5～7%）、锗石（含锗10%），硫
铜铁锗矿（含锗7%）。
1、锗单质是一种灰白色准金属，有光泽，质硬，熔点较高。锗有着良好的半导体性质。
（1）锗在室温下是稳定的，但会生成GeO 单层膜，时间长了会逐渐变成GeO2单层膜。
2Ge+O2=2GeO
2GeO+O2=2GeO2
在600～700℃时，很快生成二氧化锗：Ge+O2
GeO2
（2）与氯气能反应，生成发烟状液体GeCl4，GeCl4极易水解。
Ge+2Cl2
GeCl4
（3）与盐酸、稀硫酸不起作用。在强氧化性酸中，会被氧化为GeO2·H2O。
Ge+4HNO3(浓)=GeO2·H2O+4NO2↑+H2O
（4）碱溶液与锗的作用很弱，但在熔融的NaOH、Na2CO3、Na2O2、NaNO3中，锗迅速溶解。
Ge+4NaOH
Na2GeO3+Na2O+2H2↑
（5）锗与氢气能反应，生成GeH4。
Ge+2H2
GeH4
6
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（6）锗与碳不起作用，所以在石墨坩埚中熔化，不会被碳所污染。
2、GeO、GeO2
GeO 偏碱性，GeO2偏酸性。Ge(II)的还原性较强，Ge(IV)的氧化性较弱。
GeO+2HCl=GeCl2+H2O
2NaOH+GeO2=Na2GeO3+H2O
在空气中GeO 很快会被氧化为GeO2。
3、Ge(OH)2、Ge(OH)4
也都可以认为是氧化物的水合物GeO·xH2O、GeO2·yH2O，都是两性氢氧化物，酸性强于碱性。
2NaOH+Ge(OH)4=Na2GeO3+3H2O
Ge(OH)2及其溶于酸、碱的产物都具有较强的还原性, 很容易氧化成Ge(OH)4、Ge4+和GeO2。
GeCl2+Cl2= GeCl4
4、卤化锗或Ge(Ⅱ)盐和Ge(Ⅳ)盐在溶液中水解，或者与适量的碱作用时，都可制得Ge(OH)2和
Ge(OH)4。
GeCl4+4H2O(大量)=Ge(OH)4+4HCl
GeCl4+2H2O(少量)
GeO2+4HCl↑
GeCl4+Ge
2GeCl2
2GeCl2
GeCl4+Ge
5、硫化物的性质：
GeS、GeS2都在水中有一定的溶解度。GeS2为酸性硫化物，与碱性硫化物能反应，也能溶于强碱溶
液。
GeS2+Na2S(aq)=Na2GeS3(aq)（硫代锗酸钠）
3GeS2+6NaOH(aq)=Na2GeO3+2Na2GeS3+3H2O
GeS+Na2S2（过硫化钠）= Na2GeS3
6、锗是优良半导体，可作高频率电流的检波和交流电的整流用，还用于红外光材料、精密仪器、催化
剂。锗的化合物可用以制造荧光板和各种折射率高的玻璃。
7、锗的制取
GeS2→焙烧→GeO2→盐酸→GeCl4→精馏、水解→GeO2→氢气还原→Ge
【例1】中国科学家对量子材料的研究处于国际领先水平，近年来对石墨烯、硅烯、锗烯等低维量子材料
的研究发展迅速。下列说法不正确的是
A．碳、硅、锗属于同主族元素
B．第一电离能C>Si
C．石墨烯属于有机物
D．硅和锗常用作半导体材料
【答案】C
【详解】A．碳、硅、锗均为第IVA 元素，A 正确；
B．同主族从上到下第一电离能减小，故第一电离能：C>Si，B 正确；
C．石墨烯是碳元素的一种单质，属于无机物，C 错误；
7
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D．硅、锗在元素周期表中位于金属和非金属的交界线处，可用作半导体材料，D 正确；
故选C。
【例2】已知：32Ge(锗)与C 为同族元素，在自然界中锗有
70Ge、
72Ge 等稳定同位素。下列说法不正确的是
A．电负性：C>Ge
B．原子半径：Ge>Si
C．
70Ge、
72Ge 原子核外电子数均为32
D．锗元素位于元素周期表第5 周期ⅣA 族
【答案】D
【详解】A．同主族元素电负性从上往下依次减小，锗在碳的下方，电负性：C>Ge，故A 正确；
B．同主族元素原子半径从上往下依次增大，原子半径：Ge>Si，故B 正确；
C．
70Ge、
72Ge 锗元素的同位素，其原子核外电子数均为32，故C 正确；
D．锗元素位于元素周期表第4 周期ⅣA 族，故D 错误；
故选D。
【例3】锗广泛应用于光学及电子工业领域。用锌浸渣（主要含
、
，另含少量ZnS、
以及
）提取
和
的工艺流程如下：
已知： ①常温下，
，
，
。
②沸点：
84℃，
316℃，
732℃。
下列说法正确的是
A．
、
均为共价晶体
B．“浸渣”主要含有S 和
C．化合物A 可以是ZnO、
等
D．可用红外光谱仪测定
的晶体结构
【答案】C
【详解】由题给流程可知，向锌浸渣（主要含
、
，另含少量ZnS、
以及
）中加入
过氧化氢和硫酸的混合溶液，
转化为硫酸锌、硫酸铁，硫化锌转化为硫酸锌、硫单质，二硫化锗
转化为硫酸锗和硫单质，
、
不反应，则过滤得到含有
、
以及S 的滤渣和滤液；向滤
液中加入化合物A，根据不引入新的杂质可知A 可以为氧化锌或氢氧化锌或碳酸锌，用以调节溶液pH，
将溶液中的铁离子、锗离子转化为氢氧化铁、氢氧化锗沉淀，过滤得到滤液和滤饼；滤液经蒸发浓缩、趁
热过滤、洗涤、干燥得到
晶体；向滤饼中加入盐酸溶解后，蒸馏得到四氯化锗，四氧化锗一
定条件下水解、过滤得到水解液和
，经烘干得二氧化锗，据此作答。
A．根据所给
、
的沸点知，它们的沸点较低，均为分子晶体，A 错误；
B．结合分析知，“浸渣”主要含有S、
和
，B 错误；
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C．为了不引入新杂质，“中和沉淀”可加入能消耗
的ZnO、
或
，即化合物A 可以是
ZnO、
等，C 正确；
D．测定
的晶体结构，需借助X 射线衍射仪，D 错误；
故选C。
【例4】2024 年12 月，我校高2018 届毕业生李祖航以第一作者身份在光学领域的国际顶级期刊《激光与
光学评论》发表研究成果，利用超高功率的锗光探测器实现了无需放大器的无线通讯。锗(
)是门捷列夫
在研究元素周期表时预言的“类硅”，在光纤通讯领域有广泛应用。一种提纯
粗品(主要含
)的工艺如下所示。
(1)已知
有一种放射性同位素
，能为
显像诊断提供核素支持，
在周期表中的位置是
，
原子核内中子数和质子数之差为 。
(2)
的简单气态氢化物的电子式为 。
(3)用
溶液碱浸粗品时发生反应的化学方程式分别为 、
。
(4)“氧化”过程是将
氧化为
，该反应的离子方程式为 。
(5)加入盐酸使锗元素转变为沸点较低的
(沸点：
)，以便蒸馏。根据元素周期律判断，
的沸点 (填“高于”“低于”或“无法比较”)
的沸点。
(6)向
中加入高纯水使
水解为
，该过程的现象为 。
(7)将氨通过锗粉，并加热到
反应，可生成新型高温结构材料氮化锗，该反应的化学方程式为 。
【答案】
(1)第四周期第ⅣA 族 4
(2)
(3)
(4)
(5)高于
(6)产生沉淀，并有白雾
(7)
【详解】二氧化锗粗品加入NaOH 溶液碱浸，
转化为
、
转化为
，发生的反应
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为
、
，向溶液中加入NaClO3氧化除砷，
将
氧化为
，发生的反应为：
，向溶液中加入稀盐酸并蒸馏分离
出GeCl4，向GeCl4中加入高纯水，发生的水解反应生成
，然后过滤得到母液和
沉
淀，将
烘干得到高纯的GeO2；
（1）
为32 号元素，在周期表中的位置是第四周期第ⅣA 族，
原子核内中子数和质子数之差为
（68-32）-32=4；
（2）
的简单气态氢化物为共价化合物GeH4，电子式为
；
（3）锗(
)是门捷列夫在研究元素周期表时预言的“类硅”，其化学性质和硅类似，则二氧化锗粗品加
入NaOH 溶液碱浸，
转化为
和水，发生的反应为
；
（4）“氧化”过程是氯酸钠将
氧化为
，反应中氯化合价由+5 变为-1、As 化合价由+3 变为
+5，结合电子守恒，该反应的离子方程式为
；
（5）
、
均为分子晶体，
的相对分子质量大于
，分子间作用力大于
，则
的沸点高于
；
（6）
中加入高纯水使
水解为
，结合质量守恒，还生成HCl，HCl 极易溶于空气中
水蒸气形成白雾，而
不溶于水为沉淀，故该过程的现象为产生沉淀，并有白雾；
（7）氨通过锗粉，并加热到
反应，可生成新型高温结构材料氮化锗，结合质量守恒，还生成氢气，
反应为：
。
【例5】锗及其化合物对人类科技进步和产业发展具有重要意义，是一种重要的战略资源。一种从煤烟尘
中提炼纯
的工艺如下：
已知：①
与NaOH 溶液反应生成
；
②
熔点
，沸点
，易水解；
③
在
的盐酸中溶解度最小。
请回答下列问题：
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(1)基态
的核外电子排布式：[Ar] ；晶体锗的晶体类型是 晶体。
(2)写出“酸浸”阶段生成
的化学方程式： （按
配平）；若在实验室进行
“过滤、洗涤”操作，判断
洗涤干净的实验方法是： ，证明
洗涤干
净。
(3)“蒸馏”过程生成
的化学方程式为 。
(4)
与高纯水按一定比例进行混合，静置12h，可得到
晶体。该步骤高纯水不能过量，原
因是 。
(5)二氧化锗的含量常采用碘酸钾（
）滴定法进行测定。步骤如下：
a.称取
二氧化锗样品，加入氢氧化钠溶液充分溶解，再加入次亚磷酸钠溶液使锗元素以
形式存在；
b.加入适量稀硫酸将溶液pH 调为酸性，滴加几滴淀粉溶液；
c.用
的标准
溶液滴定，达到滴定终点时，消耗标准
溶液的体积为
。
已知：
；样品中的杂质不参与反应，
以下，次亚磷酸钠与
和
均不反应，
消耗的
忽略不计。
①滴定终点的现象为 。
②此样品中二氧化锗的质量分数是
（用含
的数学表达式表示）。
【答案】
(1)
共价
(2)
(浓)
取最后一次洗涤液于洁净试管
中，加入盐酸酸化的
溶液，若不出现白色沉淀（合理即可）
(3)
(4)会使得到的盐酸浓度小于
，增大
的溶解量，最终使锗产率降低（合理即可）
(5)当滴入最后半滴标准溶液时，溶液由无色变为蓝色，且半分钟之内不变色
【详解】煤烟尘经一系列处理得GeS，用浓硝酸“酸浸”GeS 生成
和
，过滤、洗涤得粗
，用氢氧化钠溶液“碱浸”
得到
，
加盐酸“蒸馏”得
，
和高纯水反应的
，
热解得纯GeO2。
（1）锗是32 号元素，在周期表中的位置是第四周期第IVA 族，基态锗原子的核外电子排布式
；硅和锗是同主族相邻元素，结构和性质与Si 类似，所以晶体锗为共价晶体。
（2）“酸浸”过程GeS 被硝酸氧化为
和
，
被还原为
，配平可得
（浓
；
表面吸附的离子有
11
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，若洗涤液中不含
，说明
已洗涤干净，所以判断
洗涤干净的实验方法
是：取最后一次洗涤液于洁净试管中，加入盐酸酸化的
溶液，若不出现白色沉淀，证明
洗涤干净。
（3）
与NaOH 溶液反应生成
，
加入盐酸蒸馏生成
，结合原子守恒，可知还
有NaCl 和
生成，反应的化学方程式为
。
（4）
在
的盐酸中溶解度最小，若水过量，则会使得到的盐酸浓度小于
，
增大
的溶解量，最终使锗产率降低。
（5）①当
消耗完后，
就会和生成的
发生归中反应得到
，淀粉遇
变蓝，滴定终点现象为当
最后半滴标准溶液滴下时，溶液由无色变为蓝色，且30s 内不褪色。
②根据
反应以及Ge 元素守恒可得，
，样品中二氧化锗的质量分数是
。
【知识点3】铟及其化合物
单质
（1）常温下，铟表面存在氧化层，导致其化学性质不活泼。
（2）常温下，铟可以和氯气和溴反应，高温下，可以与O2、S、P、As 等非金属直接化
合。
氧化物和
氢氧化物
（1）In2O3和In(OH)3几乎无两性表现，In2O3溶于酸，但不溶于碱。
（2）In(OH)3微热时脱水，生成氧化物：2In(OH)3
In2O3+3H2O
铟的制备
铟的制备方法是将提取过的闪锌矿残渣用硫酸浸取，酸浸取液经中和后投入锌片，铟就沉
积在锌片上，用极稀的硫酸溶去锌，将不溶杂质溶于硝酸，再加入BaCO3，便沉淀出氧化
铟，在高温下用氢气还原制得金属铟。
【例1】中国科学院院士张青莲教授主持测定了铟
等9 种元素相对原子质量的新值，被采用为国际
新标准。铟与铷
同周期。下列说法正确的是
A．
与
互为同素异形体
B．
的中子数与电子数的差值为17
C．原子半径：
D．碱性：
【答案】B
【详解】A．同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子，而同素异形体是同种元素组成的
不同单质。
与
是同位素，而非同素异形体，A 错误；
B．中子数=质量数-质子数=115-49=66，电子数=质子数=49，差值为66-49=17，B 正确；
C．同周期主族元素中，原子半径随原子序数增大而减小。铷（Rb，原子序数37）位于第IA 族，铟（In，
原子序数49）位于IIIA 族，因此原子半径：In＜Rb，C 错误；
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D．金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强。铷（IA 族）的金属性强于铟（IIIA 族），因此碱
性：In(OH)3＜RbOH，D 错误；
故选B。
【例2】中国科学院院士张青莲教授主持测定的铟(
)等9 种元素相对原子质量的新值被采用为国际新标
准。下列说法错误的是
A．In 原子次外层有8 个
B．In 位于第5 周期ⅢA 族
C．氧化性：
D．
的中子数与电子数的差值为20
【答案】A
【详解】A．In 的原子序数为49，位于第五周期第ⅢA 族，核外电子排布五层，电子数分别为2、8、18、
18、3，次外层有18 个电子，故A 错误；
B．In 的原子序数为49，位于第五周期第ⅢA 族，故B 正确；
C．Rb 和In 位于同一周期，In 的原子序数为大于Rb，同周期从左到右，元素的金属性逐渐减弱，单质的
还原性逐渐减弱，离子的氧化性逐渐增强，所以氧化性：
，故C 正确；
D．
中子数为115-49=66，电子数为49-3=46，则中子数与电子数的差值为20，故D 正确；
故选A。
【例3】铟(In)与铝是同族元素。下列说法不正确的是
A．
最外层电子数为3
B．
与
互为同素异形体
C．
的中子数与电子数之差为17
D．
与
是不同的核素，但化学性质几乎相同
【答案】B
【详解】A．同一主族元素，最外层电子数相等。
最外层电子数为3，A 项正确；
B．同一元素组成的不同单质是同素异形体，
与
是原子的表示，则不是同素异形体，应互为同位
素，B 项错误；
C．
的左上角表示质量数，左下角表示质子数，已知质量数等于质子数加上中子数，原子核外电子数
等于质子数，则中子数与电子数之差为115-49-49=17，C 项正确；
D．
与
是不同的核素，原子最外层电子数相同，所以化学性质几乎相同，D 项正确。
故答案选B。
【例4】用“H2SO4浸出—萃取”法从铅烟灰(主要含有In2O3，还含有PbO 和SiO2杂质)中回收铟(In)的生产
工艺流程如下图所示：
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已知：I．萃取发生反应：In2(SO4)3+6(HA)2(有机液)
2In(HA2)3(有机液)+3H2SO4。
II．反萃取发生反应：In(HA2)3(有机液)+4HCl
3(HA)2(有机液)+HInCl4。
下列说法错误的是
A．“高温酸浸”时，为了加快酸浸的速率可以用浓盐酸代替稀硫酸
B．“萃取”时，可向溶液中加入适量的NaOH 以提高浸取率
C．“反萃”时，适当增加盐酸的浓度可提高铟的反萃取率
D．“置换”时发生反应的化学方程式为3Zn+2HInCl4=2In+3ZnCl2+2HCl
【答案】A
【详解】A. “高温酸浸”时，不能用浓盐酸代替稀硫酸，否则浓盐酸在高温条件下与二氧化锰反应生成氯
气，影响萃取等工艺，选项A 错误；
B. “萃取”时，可向溶液中加入适量的NaOH，消耗硫酸，使平衡In2(SO4)3+6(HA)2(有机液)
2In(HA2)3(有
机液)+3H2SO4正向移动，可提高浸取率，选项B 正确；
C．“反萃”时，适当增加盐酸的浓度，平衡In(HA2)3(有机液)+4HCl
3(HA)2(有机液)+HInCl4正向移动，
可提高铟的反萃取率，选项C 正确；
D．“置换”时锌与HInCl4反应产生In，发生反应的化学方程式为3Zn+2HInCl4=2In+3ZnCl2+2HCl，选项
D 正确；
答案选A。
【例5】铟(
)是一种广泛应用于高科技领域的稀有金属。一种以锌冶炼废渣(主要含有
，以及
的氧化物)为原料回收铟的工艺流程如图所示：
已知：①常温下，一些金属离子生成氢氧化物开始沉淀与完全沉淀时的
：
开始沉淀
5.4
7.1
1.7
3.5
7.2
完全沉淀
6.4
8.9
2.8
4.8
8.7
②“萃取”原理可表示为：
(有机相)
(有机相)
回答下列问题：
(1)已知“氧化酸浸”过程中，硫元素被氧化为
，写出难溶物
发生转化反应的离子方程式 。
(2)滤渣1 的主要成分为 、 (写化学式)。
(3)常温下“调
”时，应控制溶液的
范围为 。
(4)若滤液1 的主要成分为
，则试剂X 应使用 (写试剂名称)。
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(5)上述流程中可循环利用的物质是 。
(6)铟可与砷(
)形成一种光纤通信晶体材料，晶胞结构如图所示：
①该晶体中，铟原子的配位数为 。
②若图中标号为1 的
原子的坐标参数为
，则标号为2 的
原子的坐标参数是 。
③已知晶胞参数为
，设
为阿伏加德罗常数的值。则晶体密度为
。
【答案】
(1)
(2)
(3)2.8≤pH＜3.5
(4)盐酸
(5)
萃取剂
(6)4
【详解】锌冶炼废渣主要含有
，以及
的氧化物。锌冶炼废渣“氧化酸浸”In2S3
中硫元素被二氧化锰氧化为
，PbO 转化为PbSO4沉淀，则滤渣1 中含有PbSO4和剩余MnO2，滤液中
含有Zn2+、In3+、Fe3+、Mn2+，滤液加碳酸钠调节pH 生成氢氧化铁沉淀除去Fe3+，过滤，滤液中加有机萃取
剂H2A2萃取In3+，有机相加酸，使
(有机相)
(有机相)
逆向移动，
反萃取得含有In3+的水溶液，加Zn 置换出金属In。
（1）“氧化酸浸”过程中，In2S3中硫元素被二氧化锰氧化为
，根据得失电子守恒，难溶物
发生
转化反应的离子方程式
。
（2）“氧化酸浸”In2S3中硫元素被二氧化锰氧化为
，PbO 转化为PbSO4沉淀，滤渣1 的主要成分为
和剩余的
。
（3）常温下“调
”的目的是生成氢氧化物沉淀完全除去Fe3+，同时控制In3+不能生成氢氧化物沉淀，
所以应控制溶液的
范围为2.8≤pH＜3.5；
（4）根据
(有机相)
(有机相)
，可知反萃取时加酸增大氢离子浓
度，使
(有机相)
(有机相)
逆向移动，若滤液1 的主要成分为
，可知反萃取后的溶液中含有氯离子，则试剂X 应使用盐酸。
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（5）上述流程中，反萃取得到的有机相H2A2可循环到“萃取”步骤利用，可循环利用的物质是
萃取
剂；
（6）①该晶体中，In 原子位于As 形成的正四面体内，铟原子的配位数为4。
②根据标号为1 的
原子的坐标参数
，标号为2 的
原子位于前面的面心上，坐标参数是
。
③根据均摊原则，晶胞中In 原子数为
、As 原子数为4,晶胞参数为
，设
为阿伏加德
罗常数的值。则晶体密度为
。
【知识点4】铅及其化合物
1．铅(Pb)
(1)物理性质：银灰色有光泽的重金属，在空气中易氧化而失去光泽，变灰暗，质柔软，延性弱，展性强。
密度11.34 g/cm3，熔点327.5℃，沸点1740℃ 。有较强的抗放射穿透的性能。
(2)化学性质
与非金属反应
a．常温时Pb 在空气中稳定存在，但表面易形成PbO 和Pb2(OH)2CO3保护膜而不易被腐
蚀。
2Pb＋O2＋CO2===Pb2(OH)2CO3
b．与O2反应：熔融的铅空气反应生成一氧化铅，将铅在纯氧中加热可得二氧化铅
c．易和卤素、硫化合，生成PbCl4、PbI2、PbS。
与酸反应
a．Pb 与稀盐酸可以缓慢反应，但因生成难溶的PbCl2覆盖反应物而使反应终止：
Pb＋2HCl===PbCl2↓＋H2↑；
b．加热条件下与浓盐酸反应生成氢气：Pb＋4HCl(浓)
H2[PbCl4]＋H2↑
c．在氧气存在时可以溶于醋酸，生成弱电解质Pb(CH3COO)2
2Pb＋4CH3COOH＋O2===2Pb(CH3COO)2＋2H2O
d．与浓、稀硝酸反应——硝酸不能将Pb 氧化到+ 4 价态
Pb＋4HNO3(浓)===Pb(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3Pb＋8HNO3(稀)===3Pb(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
与碱反应
Pb＋2OH－===PbO＋H2↑
2．铅的含氧化合物——PbO、PbO2、Pb3O4
PbO
黄丹，又名密陀僧，药材。溶于HNO3或CH3COOH 中成可溶性Pb(II)盐。
PbO 为两性氧化物，既能溶于酸又能溶于碱。
PbO＋2HCl===PbCl2＋H2O
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PbO＋2NaOH＋H2O===Na2[Pb(OH)4]
PbO2
棕黑色，有强氧化性，是常用的强氧化剂。
** 错误的表达式 **与H2O2反应：PbO2＋H2O2＋2 H+===Pb2+＋O2↑＋2H2O)
** 错误的表达式 **与浓盐酸反应：PbO2＋4HCl
PbCl2＋Cl2↑＋2H2O
** 错误的表达式 **可以将Mn2+氧化为MnO：5PbO2＋2Mn2+＋4H+===5Pb2+＋2MnO===2H2O
④PbO2制备[要在碱性条件下制备，用浓硝酸不能制得Pb(IV)]：
Pb(OH)＋ClO－=PbO2＋Cl－＋OH－＋H2O
Pb3O4
红丹，又名铅丹。可以认为是Pb(II))2Pb(IV))O4可看作2 PbO•PbO2 ，高温下分解，不溶于水，
溶于热碱溶液，溶于酸时表现出氧化性。
Pb3O4＋8HCl===3PbCl2＋Cl2↑＋4H2O
3．醋酸铅[(CH3COO)2Pb]
实验室里用醋酸铅试纸检验H2S：H2S＋(CH3COO)2Pb===PbS↓(黑色)＋2CH3COOH
【例1】以废旧铅酸蓄电池中的含铅废料和
为原料制备高纯
，从而实现铅的再生利用。在此过
程中涉及以下反应(
参与其中)：
①
②
向反应后的溶液中滴加KSCN 溶液，无明显现象。以下关于该过程的说法错误的是
A．
B．
为该反应的催化剂
C．
与
反应生成
的化学方程式为
D．通过这种再生利用方案，大大降低了废旧电池中铅泄漏的风险，有助于环境保护和生态安全
【答案】B
【详解】A．根据反应①
，化合价降低，故铁的化合价升高
，
，故A 正确；
B．向反应后的溶液中滴加KSCN 溶液，无明显现象。说明反应结束后溶液中无
，即
是中间产
物，不是催化剂，故B 错误；
C．将反应①和反应②相加，消去中间产物
，可得
，故C 正确；
D．通过这种再生利用方案，实现了废旧电池中铅的重复利用，大大降低了废旧电池中铅泄漏的风险，有
助于环境保护和生态安全，故D 正确；
故选B。
【例2】铅与碳是同族元素，有
两种价态，铅的氧化物均难溶于水，已知有下列两个反应：①
；②
。下列有关叙述不正确的是
A．
可写成
的形式
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B．反应②中
是氧化产物
C．生成相同质量的
，反应①②转移电子数之比为
D．根据反应可推测在题给条件下氧化性：
【答案】C
【详解】A．Pb 元素分别表现
价和
价，根据电荷守恒，可写成
的形式，A 正确；
B．反应②中，
是还原剂，对应的生成物
是氧化产物，B 正确；
C．反应①为非氧化还原反应，不发生电子转移，反应②中，生成
，转移
电子，C 错误；
D．反应①为非氧化还原反应，表明
不能将
价的铅氧化，而
能将
氧化为
，则表
明在题给条件下氧化性：
，D 正确；
故选C。
【例3】铅糖(乙酸铅)有抑菌、止痒功效。以铅废料(主要含
等)为原料制备铅糖的流程如
下：［已知：
易溶于氨水]
下列说法错误的是
A．向滤液1 中滴加氨水至过量，先产生白色沉淀，然后沉淀全部溶解
B．“酸浸溶铅”工序中发生反应的化学方程式为
C．“转化”工序中主要反应的离子方程式为：
D．粉碎含铅废料能增大“酸浸”工序中的化学反应速率
【答案】A
【详解】A．滤液1 中主要为硫酸锌、硫酸镁，滴加氨水后生成氢氧化锌、氢氧化镁沉淀，继续滴加，氢
氧化锌溶解，但氢氧化镁不溶解，即沉淀不能完全溶解，A 错误；
B．醋酸的酸性强于碳酸，故醋酸可以和碳酸铅反应生成乙酸铅、水、CO2，化学方程式为
，B 正确；
C．“转化”工序中硫酸铅转化为碳酸铅，离子方程式为
，C
正确；
D．粉碎含铅废料，可以增大反应物的接触面积，有利于加快反应速率，D 正确；
故选A。
【例4】中华文化源远流长，化学与文化传承密不可分。下列说法正确的是
A．《问刘十九》中写道：“绿蚁新醅酒，红泥小火炉”，“新醅酒”即新酿的酒，在酿酒的过程
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中，淀粉水解的最终产物是乙醇
B．《馀冬录》中描述的黄丹其主要成分为
，则黄丹
与磁性氧化铁类似，其中铅的化合
价有
价和
价两种化合价
C．“沧海月明珠有泪，蓝田日暖玉生烟”，句中“珠”字对应的化学物质是碳酸钙，属于强电解质
D．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”，“翠色”是因为成分中含有氧化亚铜
【答案】C
【详解】A．在酿酒的过程中，淀粉水解的最终产物是葡萄糖，葡萄糖继续在酒化酶的作用下分解得到乙
醇，故A 错误；
B．黄丹
中铅的化合价有
价和
价两种化合价，故B 错误；
C．碳酸钙属于盐，溶于水的部分能够完全电离，是强电解质，故C 正确；
D．“翠色”为青色或者绿色，而氧化亚铜为砖红色，可能来自亚铁离子，诗句中的“翠色”不可能来自
氧化亚铜，故D 错误。
答案选C。
【例5】硫酸铅广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料以及精细化工产品等。工业生产中利用方铅矿(主要成
分为PbS，含有
、
等杂质)制备
晶体，工艺流程如下：
已知：①
；
②
；
③当
则认为反应可进行
(1)为了提高浸取效率，可采取的措施是 (任举一例)。
(2)“浸取”时，浸出液主要成分为
，写出生成
的离子反应方程式 。
(3)“沉降”时，冰水的作用是 。
(4)已知沉淀转化发生的反应为
，请通过计算说明该反应可以发
生的理由 ，试剂M 是 (填写“硫酸”或“盐酸”)。
(5)滤渣2 的主要成分是 。
(6)PbS 的立方晶胞如图所示，已知晶体密度为
，设阿伏加德罗常数的值为
。
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①硫原子的价电子排布式为 。
②晶胞中硫离子与铅离子最近的距离为 cm。
【答案】
(1)将方铅矿粉碎、搅拌、加热等
(2)
(3)降温，让反应
平衡逆向移动
(4)该反应的
，故反应可以发生 硫酸
(5)
、
(6)
【详解】方铅矿精矿(主要成分为PbS，含有FeS2，Al2O3等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)中加入稀盐
酸，盐酸与MnO2、PbS 发生反应生成PbCl2和S，MnO2被还原成Mn2+，加入的NaCl 可促进反应
平衡正向移动，使更多的Pb 元素存在于溶液中，加入MnO 调节溶液
pH，使铁离子、铝离子转化成氢氧化铁沉淀、氢氧化铝沉淀除去，然后过滤；PbCl2难溶于冷水，将滤液
冷水沉降过滤得到PbCl2晶体，之后加入稀硫酸或者硫酸钠发生沉淀转化，生成硫酸铅晶体，过滤得到晶
体烘干得到硫酸铅粉末，滤液中主要成分为HCl，据此回答。
（1）为了提高浸取效率，可将方铅矿粉碎、搅拌、加热等；
（2）根据分析可知，“浸取”时，浸出液主要成分为
，PbS 转化为
的离子反应方程式
为：
；
（3）降低温度，反应
平衡逆向移动，使
转化为
，便于
析出
晶体(或
难溶于冷水，降低
的溶解度，便于析出
晶体)；
（4）已知沉淀转化发生的反应为：
，该反应的平衡常数为：
，故反应可以发生；沉淀转化步骤中加入试剂M 后，得到硫酸
铅，则试剂M 是硫酸；
（5）由分析可知，滤渣2 的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3；
（6）①硫原子的价电子排布式为：3s23p4；
②硫离子与铅离子最近的距离为体对角线的
，由图可知，黑球有4 个，在内部，灰球均摊为
个，边长为
cm，所以硫离子与铅离子最近的距离为
nm。
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【知识点5】锡及其化合物
1．锡(Sn)：锡和铝化学性质相似，既能与酸反应，又能与碱反应。
(1)与稀盐酸缓慢作用，与浓盐酸在加热条件下反应加快：Sn＋2HCl(浓)
△
SnCl2＋H2↑
(2)与氢氧化钠反应生成亚锡酸钠和氢气：Sn＋2NaOH===Na2SnO2＋H2↑
2．氢氧化锡[Sn(OH)2]：氢氧化锡是两性氢氧化物。
(1)与酸反应：Sn(OH)2＋2HCl===SnCl2＋2H2O
(2)与碱反应：Sn(OH)2＋2NaOH===Na2SnO2＋2H2O
3．Sn2+与Sn4+：Sn2+与Sn4+均易水解
(1)Sn2+水解：SnCl2＋H2O
Sn(OH)Cl(白色)＋HCl，故配制SnCl2溶液要使用盐酸，抑制Sn2+水解。
(2)Sn2+在空气中被氧气氧化：2Sn2+＋O2＋4H+===2Sn4+＋2H2O，要加入单质Sn，防止Sn2+被氧化。
(3)Sn4+水解：SnCl4＋4H2O
Sn(OH)4↓＋4HCl，故配制SnCl4溶液要使用盐酸，抑制Sn4+水解。
【例1】《天工开物》中记载了冶炼金属锡的场景：“凡煎炼亦用洪炉，入砂数百斤，丛架木炭亦数百
斤，鼓鞴(指鼓入空气)熔化”。下列有关说法错误的是
A．鼓入足量空气是为了使木炭充分燃烧提高炉温
B．炼锡时关键的一步“点铅勾锡”即加铅使锡较易熔化流出，其原理是合金熔点低
C．锡往往与其他金属制成合金，目的是减小硬度
D．古代锡器常用来饮酒喝茶，很少用于盛装酸性物质
【答案】C
【详解】A．氧气具有助燃性，鼓入足量空气能使木炭燃烧充分从而提高炉温，A 正确；
B．合金的熔点低于其成分金属，炼锡时加铅与锡形成合金，熔点低，较易熔化流出，B 正确；
C．合金硬度大于其成分金属，锡与其他金属制成合金，目的是增大硬度，C 错误；
D．金属锡可与酸性物质发生反应，D 正确；
答案选C。
【例2】锡是一种使用历史悠久的金属，常作焊料，熔化后将金属焊接在一起。锡可用焦炭与二氧化锡(
)反应制得。下列有关说法不正确的是
A．单质锡的熔点很高
B．金属锡能与盐酸反应产生
C．反应中焦炭作还原剂
D．反应中有位于Ⅳ
族的元素
【答案】A
【详解】A．根据题干信息“锡常作焊料，熔化后将金属焊接在一起”，说明锡容易熔化，即单质锡的熔
点并不高，故A 错误；
B．锡在金属活动性顺序表中位于氢之前，所以金属锡能与盐酸发生置换反应产生
，反应的化学方程式
为
，故B 正确；
C．焦炭与二氧化锡(
)反应制得锡，反应的化学方程式为
，在该反应中，
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碳元素化合价升高，被氧化，焦炭作还原剂，故C 正确；
D．碳元素位于元素周期表第Ⅳ
族，锡元素也位于第Ⅳ
族，所以反应中有位于Ⅳ
族的元素，故D 正
确；
答案选A。
【例3】锡的卤化物熔点数据如下表：
物质
SnF4
SnCl4
SnBr4
SnI4
熔点/℃
442
-34
29
143
SnF4比其余三物质熔点都高的原因是： 。
【答案】SnF4属于离子晶体，离子键是强烈的相互作用，SnCl4、SnBr4、SnI4属于分子晶体，分子间作用力
弱
【详解】根据表中数据可知，
的熔点均远高于其余三种物质，属于离子晶体，
、
、
属
于分子晶体，分子间作用力弱，所以离子晶体的熔点比分子晶体的高，三种物质的相对分子质量依次增
大，分子间作用力依次增强，熔点升高。
【例4】锡(Sn)是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。
单质 Sn 的制备：将SnO2与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至800℃，由于固体之间反应慢，未明显
发生反应。若通入空气在800℃下， SnO2能迅速被还原为单质 Sn。
白锡和灰锡是单质 Sn 的常见同素异形体。二者晶胞如图：白锡具有体心四方结构；灰锡具有立方金刚石
结构。
SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物， SnCl2可被氧化得到SnCl4。
(1)Sn 位于元素周期表的第5 周期第IVA 族，其价电子排布式为 ，在元素周期表中位于
区。
(2)灰锡晶胞含 个Sn 原子。
(3)SnCl2中 Sn 原子采用杂化方式为 ，SnCl4易溶于四氯化碳、苯等有机溶剂，请从分子结构角
度分析原因 。
(4)若灰锡晶胞的边长为 anm，该晶胞中距离最近的两个 Sn 原子核间距为 。
(5)单质锡的制备中，通入空气的作用是 。
【答案】
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(1)
p
(2)8
(3)sp2 SnCl4是非极性分子，根据相似相溶的原理，易溶于非极性溶剂
(4)
(5)与焦炭在高温下反应生成CO。 CO 将SnO2还原为单质 Sn
【详解】（1）Sn 位于元素周期表的第5 周期ⅣA 族，基态Sn 原子的最外层电子排布式为5s25p2，位于元
素周期表的p 区；
（2）灰锡晶胞中含Sn 原子数为8×
+6×
+4=8；
（3）SnCl2中Sn 的价层电子对数为2+
×(4-2×1)=3，故Sn 采取sp2杂化；SnCl4中Sn 的价层电子对数为4+
×(4-4×1)=4，有4 个σ 键、无孤电子对，故SnCl4为正四面体结构的非极性分子，四氯化碳、苯等有机溶
剂也为非极性分子，根据相似相溶的原理，易溶于非极性溶剂。
（4）灰锡中距离最近的两个 Sn 原子为晶胞中体对角线的
，故核间距为
；
（5）将SnO2与焦炭充分混合后，于惰性气氛中加热至800℃，由于固体之间反应慢，未发生明显反应；
若通入空气在800℃下，SnO2能迅速被还原为单质Sn，通入空气的作用是：与焦炭在高温下反应生成
CO，CO 将SnO2还原为单质Sn，有关反应的化学方程式为2C+O2
2CO、2CO+SnO2
Sn+2CO2。
【例5】硫酸亚锡(SnSO4)是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业。某研究小组设计SnSO4制备路线如
下：
查阅资料：
I．酸性条件下，锡在水溶液中有Sn2+、Sn4+两种主要存在形式，Sn2+易被氧化。
II．SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡[Sn(OH)Cl]。
回答下列问题：
(1)锡原子的核电荷数为50，与碳元素属于同一主族，锡元素在周期表中的位置是 ，Sn2+价电子排
布式为 。
(2)SnCl2粉末需加浓盐酸进行溶解，请用平衡移动原理解释因 。
(3)反应Ⅰ得到沉淀是SnO，得到该沉淀的离子反应方程式是 。
(4)加入Sn 粉的作用有两个：①调节溶液pH，② 。
(5)酸性条件下，SnSO4还可以作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是 。
(6)该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度(杂质不参与反应)：
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①将试样溶于盐酸中，发生的反应为：Sn + 2HCl=SnCl2 + H2↑；
②加入过量的FeCl3；
③用已知浓度的K2Cr2O7滴定生成的Fe2+，发生的反应为：
6FeCl2 + K2Cr2O7 + 14HCl =6FeCl3 + 2KCl + 2CrCl3 +7H2O
取1.19g 锡粉，经上述各步反应后，共用去0.100 mol/L K2Cr2O7溶液32.0 mL。锡粉中锡的质量分数是
。
【答案】
(1)第五周期ⅣA 族 5s2
(2)SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡，存在平衡SnCl2+H2O
Sn(OH)Cl+HCl
⇌
，加入盐酸，使该平衡向左移
动，抑制Sn2+水解
(3)Sn2++CO
═SnO↓+CO2↑
(4)防止Sn2+被氧化
(5)Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O
(6)96%
【详解】（1）锡原子的核电荷数为50，与碳元素属于同一主族，锡元素在周期表中的位置是第五周期
ⅣA 族，Sn2+价电子排布式为5s2；
（2）由信息可知，SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡，存在平衡SnCl2+H2O
Sn(OH)Cl+HCl
⇌
，加入盐酸，使
该平衡向左移动，抑制Sn2+水解；
（3）反应Ⅰ得到沉淀是SnO，Sn 元素化合价没有变化，属于非氧化还原反应，同时生成气体，该气体为
二氧化碳，离子方程式为：Sn2++CO
═SnO↓+CO2↑；
（4）由信息可知，Sn2+易被氧化，加入Sn 粉除调节溶液pH 外，还防止Sn2+被氧化；
（5）酸性条件下，SnSO4还可以用作双氧水去除剂，双氧水有强氧化性，将Sn2+易被氧化为Sn4+，自身被
还原为水，离子方程式为：Sn2++H2O2+2H+═Sn4++2H2O；
（6）根据关系式Sn～Sn2+～2Fe2+～
K2Cr2O7，锡粉中锡的质量分数是
=96%。
第25 讲 补充元素：镓、锗、铟、铅、锡及其化合物 （练习）
一、选择题：本题共15 小题，每小题3 分，共45 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要
求．
1．锗是一种半导体材料，在集成电路、光纤通讯、红外光学、生物医学以及各种电子器件领域中起到至
关重要的作用。锗元素位于元素周期表中第四周期第ⅣA 族，下列叙述正确的是
A．
的中子数为40
B．碳酸(
的酸性比锗酸
的酸性弱
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C．
和
互为同素异形体
D．
的电子数为72
【答案】A
【详解】A．锗元素位于元素周期表中第四周期第ⅣA 族，原子序数为32，则质子数为32，故
的中子
数为40，A 正确；
B．C 和Ge 位于同一主族，从上到下元素非金属性减弱，其最高价氧化物对应水化物的酸性减弱，则碳酸(
的酸性比锗酸
的酸性强，B 错误；
C．
和
是质子数相同，而中子数不同的同一种元素，互为同位素，C 错误；
D．
的质子数为32，质子数=电子数=32，D 错误；
故选A。
2．“夏禹铸九鼎，天下分九州”。青铜器在古时被称为“吉金”，是红铜与锡、铅等的合金。铜锈大多
呈青绿色，主要含有
和
。下列说法错误的是
A．青铜的熔点低于纯铜
B．青铜器中锡、铅对铜有保护作用
C．
和
都属于盐类D．可用
溶液浸泡青铜器来清洗青铜器的铜锈
【答案】D
【详解】A．青铜为铜、锡、铅的合金，合金的熔点通常低于它的成分金属，所以青铜的熔点低于纯铜，
故A 正确；
B．锡、铅的金属性比铜强，在形成原电池时，作原电池的负极，能阻止铜失电子，从而保护青铜器中的
铜，故B 正确；
C．Cu2(OH)3Cl 和Cu2(OH)2CO3中都含有Cu2+和Cl-或
，二者都属于盐类，故C 正确；
D． FeCl3在溶液中能发生水解而使溶液显酸性，浸泡青铜器能清洗青铜器的铜锈，Fe3+具有较强的氧化
性，能将Cu 氧化为Cu2+，所以不能用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗青铜器的铜锈，故D 错误；
故答案为D。
3．锡的水系电池具有高能量密度和长寿命等优点。在碱性环境下，某锡镍电池的工作原理如图所示。下
列说法错误的是
A．放电时，电路中每通过1mol 电子，理论上正极质量增加1g
B．放电时，电极a 附近溶液的pH 增大
C．充电时，电极b 作阳极
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D．充电时，发生反应
【答案】B
【详解】由放电时电子转移方向可知，电极a 为负极，电极反应为
，正极b 的
反应为
，充电时，电极a 为阴极，电极b 为阳极，电极反应与原电池
相反，据此解答。
A．由分析中的电极反应可知，电路中每通过1mol 电子，理论上正极增加1molH 原子，质量是1g，A 正
确；
B．电极a 为负极，电极反应为
，当转移2mol 电子时，电极消耗
，同
时有
向负极移动，电极a 附近溶液
浓度变小，pH 变小，B 错误；
C．由分析可知，电极b 为阳极，发生氧化反应，C 正确；
D．放电时，将正极的反应×2+负极的反应得到放电的总反应为
，充电时，与放电反应相反，D 正确；
故选B。
4．铟(In)是现代高新技术产业的重要支撑材料。铟与铝位于同主族但比铝多2 个电子层。下列说法错误的
是
A．In3+的半径比Al3+的大
B．In 合金的硬度比In 的硬度大
C．In 能与热水发生置换反应
D．冶炼铟单质可用
还原
【答案】D
【详解】铟与铝位于同主族但比铝多2 个电子层，同一主族从上往下离子半径依次增大，金属性依次增
强，据此分析解题：
A．由分析可知，同一主族从上往下离子半径依次增大，故In3+的半径比Al3+的大，A 正确；
B．合金的硬度一般比成分金属的大，故In 合金的硬度比In 的硬度大，B 正确；
C．同一主族从上往下金属性依次增强，即
比
活泼，Al 与热水反应很缓慢，故In 能与热水发生置换
反应，C 正确；
D．同一主族从上往下金属性依次增强，即
比
活泼，冶炼铟单质不能用
还原
，应该用电解
法，D 错误；
故答案为：D。
5．四氯化锗(GeCl4)是光导纤维的常用掺杂剂，锗与硅同族。下列说法正确的是
A．基态Ge 原子价层电子轨道表达式为4s24p2
B．GeCl4的熔点比SiCl4低
C．GeCl4的空间构型为正四面体
D．第一电离能大小：Cl＞Ge＞Si
【答案】C
【详解】A．锗是32 号元素，基态
原子价层电子排布式为
，
不是价电子轨道表示式，A
错误；
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B．
与
晶体都属于分子晶体，
的相对分子质量大，
晶体内的分子间作用力大，则
的熔点比
高，B 错误；
C．
分子中原子
形成了4 个
键，孤电子对数=
，价层电子对数为4，中心原子的杂化
类型为sp3，分子的空间构型为正四面体，C 正确；
D．同周期自左至右第一电离能呈增大趋势，同主族从上到下第一电离能递减，则第一电离能大小：
，D 错误；
故选C。
6．锗(Ge)是典型的半导体元素，Ge 单晶具有金刚石型结构，在电子、材料等领域应用广泛。锗卤化物的
熔点数据如下表所示，下列说法正确的是
熔点/℃
-49.5
26
146
A．基态Ge 原子的价电子排布式为
B．Ge 单晶中，Ge 原子为
杂化，配位数为12
C．卤化锗熔化时破坏共价键，键能
D．卤化锗的价层电子对构型(VSEPR)与分子构型一致，均为正四面体形
【答案】D
【详解】A．Ge 位于元素周期表中第四周期第IVA 族,其基态原子价电子排布式：
，故A 错误；
B．Ge 单晶具有金刚石型结构，则其杂化类型为sp3杂化，配位数为4，故B 错误；
C．卤化锗不属于共价晶体，所以熔化时，不破坏化学键，故C 错误；
D．GeCl4为例，中心原子价层电子对数：
，无孤电子对，空间构型为正四面体，卤族元
素与Ge 成键方式相同，则分子构型一致，故D 正确；
答案选D。
7．氮化镓是第三代半导体材料，是坚硬的高熔点材料，常用金属有机物气相沉积法大批量生产。用三甲
基镓与氨反应制备氮化镓的原理为
。下列说法错误的是
A．
和
的
模型相同
B．基态
原子的电子排布式：
C．
中仅含有极性键
D．
和N 可形成共价晶体
【答案】B
【详解】A．
和
中心原子价层电子对数均为4，VSEPR 模型均为四面体形，A 正确；
B．镓是31 号元素，基态镓原子的电子排布式为
，B 错误；
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C．由题目信息可知，
中仅含有
极性键，C 正确；
D．氮化镓是坚硬的高熔点材料，故Ga 和N 可形成共价晶体，D 正确；
故答案为：B。
8．设
为阿伏加德罗常数的值。砷化镓(GaAs)是半导体材料，气相生长法制备GaAs 的原理如下，下列
叙述正确的是
①
②
③
A．
镓(31Ga)含电子的数目为
B．
含共价键数目为
C．标准状况下，
含中子的数目为
D．反应③中每生成
转移的电子数目为
【答案】D
【详解】A．镓晶体与金刚石结构相似，每个镓原子可形成4 个共价键，但每个共价键由两个镓原子共
有，所以镓中n(Ga) n(
∶
化学键)=1 2∶，则7.0gGa 中含共价键物质的量为
=0.2mol，含共价键数为
0.2NA，A 项错误；
B．白磷分子是正四面体形结构，1 个P4中含6 个P—Pσ 键，As4结构与P4相似，故1 个As4分子含6 个σ
键，0.1molAs4中含σ 键数目为0.6NA，B 项错误；
C．1 个
75AsH3中含42 个中子，标准状况下0.448L75AsH3(g)即0.02 mol 75AsH3含0.84 mol 中子，含中子数
目为0.84NA，C 项错误；
D．反应③中H 的化合价由0 价升至+1 价，Ga 的化合价由+1 价升至+3 价，As 的化合价由0 价降至-3 价，
每生成4molGaAs 转移12mol 电子，则每生成1molGaAs 转移电子数为3NA，D 项正确；
答案选D。
9．中国“天向一号”探测器用于火星探测，搭载全球最先进的三结砷化镓太阳能电池阵为其提供动力，
一种从砷化镓废料(主要成分为GaAs，含Fe2O3、SiO2、CaCO3等杂质)中回收单质镓和砷的化合物的工艺流
程如图所示：
已知：①Ga 与Al 均为第ⅢA 族元素，性质相似。
②
完全沉淀时pH=8，
完全沉淀时pH=5.6。
下列说法错误的是
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A．“滤渣①”的成分为Fe2O3、CaCO3，“滤渣③”的成分为
B．“调pH
”
①时，为使得杂质离子沉淀完全，可通入过量的CO2
C．“电解”时，生成镓单质的电极反应为：
D．“系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
【答案】B
【详解】砷化镓废料粉碎增大碱浸速率，加氢氧化钠和过氧化氢，GaAs 和 SiO2 溶解生成
、
和
，Fe2O3、CaCO3不溶于碱，“滤渣①”为 Fe2O3、CaCO3，滤液通CO2可以得硅酸沉淀除去硅元
素，滤液再通 CO2 可以将
转化为 Ga(OH)3沉淀，过滤滤液为 Na3AsO4，经过蒸发浓缩、冷却结晶
可以得到 Na3AsO4 12H
⋅
2O，Ga(OH)3 沉淀加NaOH 溶液生成NaGaO2 溶液，通电电解得到镓单质。
A．由分析，“滤渣①”的成分为Fe2O3、CaCO3，“滤渣③”的成分为
，A 正确；
B．通入过量的 CO2，会使Ga(OH)3过早沉淀下来，使其产率降低，B 错误；
C．“电解”时，镓化合价降低，则镓元素得到电子发生还原生成镓单质，生成镓单质的电极反应为：
，C 正确；
D．“系列操作”得到Na3AsO4 12H
⋅
2O 晶体，则操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，D 正
确；
故选B。
10．废旧铅蓄电池的铅膏主要含有
、
和Pb．从铅膏中回收
流程如下。
【已知：
性质类似
】
下列说法错误的是
A．“脱硫”是把
转化为
将硫除去
B．“酸浸”发生的反应有
C．“酸浸”中
会分解，应适当过量
D．“沉铅”时为保证铅的完全沉淀，应该加入过量氢氧化钠
【答案】D
【详解】从主要含PbSO4、PbO2废旧铅蓄电池的铅膏中回收铅资源，通过如图流程可知“脱硫”时利用了
沉淀转化原理，将PbSO4转化为PbCO3，便于后面的酸浸，在“酸浸”时H2O2将PbO2还原，最终铅元素
全部转化为可溶性的Pb(Ac)2，“沉铅”时将Pb(Ac)2转化为Pb(OH)2，最后Pb(OH)2加热得到PbO。
A．在“脱硫”工艺中，PbSO4与 Na2CO3溶液反应生成更难溶的PbCO3，同时生成Na2SO4留在滤液中将硫
除去，A 正确；
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B．“酸浸”中PbO2通过和H2O2、HAc 反应转化为Pb(Ac)2，同时“脱硫”工艺中生成的PbCO3与醋酸反应
也生成Pb(Ac)2，故发生的反应有PbCO3+2HAc=Pb(Ac)2+CO2↑+H2O，B 正确；
C．H2O2本身易分解，故“酸浸”中H2O2会分解，为保证PbO2反应彻底，H2O2应适当过量，C 正确；
D．“沉铅”时生成Pb(OH)2，由于Pb(OH)2性质类似Al(OH)3，若氢氧化钠过量，会导致溶解，反而不利
于“沉铅”，故D 错误；
故答案选D。
11．可从铅蓄电池中回收铅，实现铅的再生。在工艺中得到含
的电解液，电解
溶液后
生成Pb，如图所示，下列说法错误的是
A．一段时间后，阳极附近
明显增大
B．阴极的电极反应方程式：
C．每转移
电子，阴极质量增加
D．
浓度下降后可在阴极区加入
，实现电解液的继续使用
【答案】A
【详解】利用电解原理从铅蓄电池中回收铅，左侧电极为阳极，H2O 失电子生成O2和H+；右侧电极为阴
极，
得电子生成Pb 和Cl-。
A．阳极的电极反应式为
，阳极附近
明显减小，A 错误；
B．由分析可知，右侧电极为阴极，
得电子生成Pb 和Cl-，电极反应方程式为
，
B 正确；
C．由
可知，每转移
电子，阴极生成
，质量增加
，C 正确；
D．阴极电解一段时间后溶液为
和
的混合溶液，根据题意向阴极区加
粗品，与H+、Cl-反应
生成
，可恢复其浓度且实现物质的循环利用，D 正确；
故选A。
12．从废旧铅酸蓄电池的铅膏中回收铅的工艺流程如图所示(流程中部分产物已经略去)。查阅资料显示：
、
；
、
为可溶于水的强电解质。下列说法错误
的是
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A．步骤i 使用的物质a 具有还原性
B．步骤ii 的实验操作中需用到玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗
C．步骤iii 反应的离子方程式是
D．工业上用
和
混合溶液作电解液，用电解法实现粗铅的提纯，可在阳极得到纯铅
【答案】D
【详解】由题给流程可知，铅膏中二氧化铅与二氧化硫反应得到硫酸铅，故物质a 为二氧化硫；硫酸铅与
碳酸铵溶液反应生成碳酸铅和硫酸铵，过滤（步骤ii）得到碳酸铅；碳酸铅与过量氟硅酸溶液反应得到氟
硅酸和氟硅酸铅的混合溶液，据此分析解题。
A．步骤i 使用的物质a 为二氧化硫，具有还原性，A 正确；
B．步骤ii 为过滤操作，实验操作中需用到玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、漏斗，B 正确；
C．
为可溶于水的强电解质，及可拆分，该反应的产物为
，步骤iii 反应的离子方程
式是
，C 正确；
D．电解池中阳极失去电子发生氧化反应，但是Pb2+需要得电子转化为Pb，D 错误；
故选D。
13．铟(In)是制造半导体、电光源等的重要材料。工业上从冶金废料中提取的粗铟中含有锌杂质。以
溶液为电解质溶液，用电解法精炼铟的装置如图1 所示。
已知：①铟和铝位于同主族，性质与铝相似。
②在金属活动性顺序表中，铟排在锌之后；锌、铟的相对原子质量分别为65、115。
③超钠
电池放电时电池反应为
。(电解质溶液
中溶剂为有机溶剂)
下列叙述正确的是
A．M 极为阴极
B．超钠
电池放电时，a 极的电极反应式为
C．精炼铟一段时间后，M 极净减的质量等于纯铟极净增的质量
D．精炼过程中，用图2 可表示电解质溶液中
与时间的变化关系
【答案】B
【详解】A．电解法精炼铟纯铟作阴极，则M 极为阳极，故A 错误；
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B．M 极为阳极，则a 为超钠
电池的正极，放电时，正极发生还原反应，则a 极的电极反应式为
，故B 正确；
C．铟排在锌之后，精炼铟时，M 极先氧化锌，锌的相对原子质量小于铟，若转移6mol 电子，溶解3mol
锌时阳极质量减少195g，析出2mol 铟时阴极质量净增230g，M 极净减的质量小于纯铟极净增的质量，故
C 错误；
D．由于开始时粗铟中锌被氧化，因此电解的前一段时间内电解质溶液中铟离子浓度逐渐减小，当锌溶解
完后，阳极上溶解铟，阴极上析出铟，电解质溶液中铟离子浓度保持不变，与图2 不符，故D 错误；
选B。
14．铋(
)和铟
均属于新型半导体材料，从某富铋、铟渣(含
和
中提炼铋、铟的部
分流程如下。
已知：每ag 富铋、铟渣能提炼
铋；萃取剂在酸性溶液中可萃取三价金属离子。
下列说法正确的是
A．“酸浸”时可直接利用
的硫酸
B．“转化”时发生反应的离子方程式为
C．每制备
，会有
被还原
D．若流程中铋无损失，原富铋、钢渣中
的质量分数为
【答案】D
【详解】由流程来看，开始酸浸时，除去了Fe2O3，而Bi2O3、In2O3进入滤渣1 中，再用75%的硫酸酸溶，
In2O3溶解进入滤液2 中，而Bi2O3转化为沉淀，向
沉淀中加入盐酸、食盐将其转化为BiCl3溶
液，再向BiCl3溶液中加入Zn 得到Bi，而滤液2 经过一系列操作得到InCl3溶液，向InCl3溶液中加入Zn 得
到In；
A．“酸浸”时若直接利用
的硫酸，无法分离
和
，故A 项错误；
B．由题给流程可知，
难溶于水，离子方程式为：
，故B
项错误；
C．制备In 的反应为：2In3++3Zn=3Zn2++2In，每制备
，会有
被氧化，故C 项错误；
D．
的铋对应
的质量为
，若流程中铋无损失，原富铋、铟渣中
的质量分数为
，故D 项正确；
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故本题选D。
15．锡碲渣废料(主要成分为SnO、TeO，还含有少量铁、砷、铅等元素的氧化物)为原料，制备锡酸钠晶体
和碲的工艺流程如下。已知水碎液中溶质主要成分为
、
、
、
；碱性条
件下，锡酸钠在水中的溶解度随温度的升高而减小。下列说法正确的是
A．SnO、TeO 是酸性氧化物
B．“除铅”时，主要反应的化学方程式为
C．制备锡酸钠的过程中，铁元素是在溶析结晶过程中除去的
D．经“溶析结晶”获得产品的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥
【答案】B
【详解】锡碲渣废料(主要成分为SnO、TeO，还含有少量铁、砷、铅等元素的氧化物)在通入空气的情况下
用氢氧化钠碱浸，生成的溶质的主要成分为Na2SnO3、Na3AsO4、Na2PbO2、Na2TeO3的水碎液，只有铁的氧
化物未溶解，所以铁的氧化物就成为水碎渣；往水碎液中加入氢氧化钡将As 元素转化为Ba3(ASO4)2过滤
除去,滤液中加硫化钠将Pb 转化为PbS 沉淀；过滤后所得滤液中加入过氧化氢，将Na2TeO3氧化为
Na2TeO4；过滤后向所得滤液中加入氢氧化钠，再经过溶析结晶得到Na2SnO3晶体；Na2TeO4沉淀加浓盐酸
溶解后，再通入二氧化硫还原得Te 单质。
A．SnO、TeO 都能和碱反应，同时两者作为金属氧化物也能和酸反应，所以SnO、TeO 是两性氧化物，故
A 错误；
B．“除铅”时，Na2PbO2与硫化钠反应生成硫化铅沉淀，主要反应的化学方程式为
，故B 正确；
C．制备锡酸钠的过程中，锡碲渣废料用氢氧化钠碱浸时，只有铁的氧化物未溶解，所以铁的氧化物就成
为水碎渣，即铁元素不是在溶析结晶过程中除去的，故C 错误；
D．由题意可知在碱性条件下，锡酸钠在水中的溶解度随温度的升高而降低，则“溶析结晶”获得产品的
操作为浓缩、结晶、过滤、洗涤和干燥，不能进行降温结晶，故D 错误；
故答案为：B。
二、非选择题：本题共5 小题，共55 分。
16．四氯化锡(
)是一种无机化合物，主要用于有机合成脱水剂、分析试剂、电镀工业等。其中
传统的实验室制法为金属锡氯化法，通过锡和干燥的氯气反应制得。
已知：①
遇水强烈水解，产生大量白烟；
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Sn
②
易被
氧化，可以和盐酸发生反应：
；③
的熔点为-33℃，沸点
为114℃。请回答下列问题：
(1)A 中盛放浓盐酸的仪器名称为 ，写出X 中发生反应的离子方程式： 。
(2)装置的连接顺序为 (按气流方向，用大写字母表示)，碱石灰的作用是 。
(3)反应开始前应先点燃A 处酒精灯，再点燃D 处酒精灯，其目的是 。
(4)某化学兴趣小组对传统方法进行改进，用廉价易得的
和氯化亚砜(
)反应，制得了无水
，实验装置如图(夹持和加热装置省略)。在圆底烧瓶中加入已碾碎的
晶体，逐渐升温使
之熔融，用分液漏斗缓慢加入
液体，
与
反应，过程中会产生大量的HCl 和
气
体。
①
的分子结构模型可能为 (填标号)。
A．
B．
C．
②
与
反应的化学方程式为 。
【答案】
(1)分液漏斗 MnO2＋4H＋＋2Cl－
Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(2)AECDB 吸收尾气中的氯气，同时防止空气中的水蒸气进入收集装置D 与SnCl4反应
(3)用Cl2将装置中的空气排尽，防止水蒸气干扰实验
(4)A SnCl4∙5H2O+5SOCl2
SnCl4+10HCl↑+5SO2↑
【详解】A 中生成氯气，MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O，E 中饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl，C
中浓硫酸吸收Cl2中混有的H2O，干燥纯净的Cl2进入D 中与熔融锡进行反应生成四氯化锡，D 右边的蒸馏
烧瓶在冷水中收集SnCl4，直形冷凝管Y 可以将挥发出的SnCl4冷凝到烧瓶中，由于SnCl4遇水强烈水解，
Y 后接B，作用是吸收尾气中的氯气，同时防止空气中的水蒸气进入收集装置D 处与SnCl4反应。
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（1）由仪器的外形可知，A 中盛放浓盐酸的仪器名称为分液漏斗；X 中用MnO2和浓HCl 制备Cl2，离子
方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－
Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；
（2）根据分析，装置的连接顺序为AECDB；碱石灰的作用是吸收尾气中的氯气，同时防止空气中的水蒸
气进入收集装置D 与SnCl4反应；
（3）先点燃A 处酒精灯，可生成Cl2，Cl2进入后续装置可将装置中的空气排尽，防止生成的SnCl4与水发
生水解；
（4）①SOCl2分子中心原子的价层电子对数为3+
×(6-2×1-1×2)=4，采用sp3杂化，空间构型为三角锥
形，根据原子半径O＜Cl＜S，可得SOCl2的结构可能为A；
SnCl
②
4∙5H2O 与SOCl2反应的化学方程式SnCl4∙5H2O+5SOCl2
SnCl4+10HCl↑+5SO2↑。
17．工业从低品位锗矿中提取精锗，使用分步升温的方法：
(1)验证矿石中的锗元素可使用的方法为 。
A．原子发射光谱法 B．红外光谱法 C．X 射线衍射
(2)
既能和强酸反应，也能与强碱反应，由此推测
是 氧化物。
已知矿中含有
、煤焦油、
等杂质，相关物质的熔、沸点如下表所示：
煤焦油
熔点
升华
沸点
(3)使用分段升温的原因是 。
(4)下图为在不同温度下，使用不同浓度的
真空还原时，
元素的萃出率，图可知真空还原
采用的最佳温度及浓度为_______。
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A．
，2.5% B．
，5.0%
C．
，2.5%
D．
，2.5%
(5)真空还原阶段用
除
，产物还有
等生成，写出该阶段的化学方
程式 。
采用滴定法测定样品中
元素含量的方法如下：准确称取
含锗矿石粉末，置于圆底烧瓶中。加入
浓盐酸和
溶液，加热至微沸(溶解)冷却后，加入
，搅拌至溶液变为无色。将溶
液转移至锥形瓶，用稀盐酸
冲洗烧瓶并入锥形瓶中，加入
磷酸
，冷却溶液至
以下
(冰水浴)，用橡胶塞密封锥形瓶。向锥形瓶中加入
淀粉溶液作为指示剂。用
标准溶液
滴定至滴定终点。记录消耗的
体积为
。
(还原)
(主反应)
(终点反应)
(6)装置a 名称为_______。
A．锥形瓶
B．恒压滴液漏斗
C．球形冷凝管
D．滴定管
(7)滴定终点时，颜色由 变为 ，半分钟不褪色
。
(8)滴定时为什么要用橡胶塞塞紧锥形瓶 ？(真空还原)
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(9)已知
，求
样品(固体)中
元素的质量分数【纯度】 (用c、V、m 表示)。
(10)滴定结果纯度偏大，可能的原因是_______。
A．未用
标准溶液润洗滴定管
B．未用
将样品从冷凝管中洗入锥形瓶(仪器a)
C．滴定结束后，在滴定管尖嘴处出现气泡
D．在常温下滴定(未保持在
以下滴定)
【答案】
(1)A
(2)两性
(3)①在
焙烧可除去矿石中的
、煤焦油、
等杂质，将
元素氧化为
；②真空还
原阶段，升温到
，
升华蒸出
(4)C
(5)
(6)C
(7)无色 浅蓝色
(8)实验盖紧塞子防止
被氧化【隔绝氧气，避免
被氧化为
(否则导致滴定结果偏低)】
(9)
(10)AD
【详解】低品位锗矿焙烧得到
，然后加入
真空还原为
，经过多步反应得到Ge；
滴定实验的步骤是：滴定前的准备：滴定管；查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录；锥形瓶：注液体
→记体积→加指示剂；滴定：眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化；终点判断：记录数据；数据处理：通过数据
进行计算；
（1）可以通过原子发射光谱法可检验物质中所含元素，故选A；
（2）既能和酸又能和碱反应生成盐和水的氧化物属于两性氧化物；
既能和强酸反应，也能与强碱反
应，由此推测
是两性氧化物；
（3）①在
焙烧可除去矿石中的
、煤焦油、
等杂质，将
元素氧化为
；②真
空还原阶段，升温到
，
升华蒸出；使用分段升温，可以除去杂质，能得到较纯的
；
（4）由图，
，使用2.5%的
真空还原时，
元素的萃出率几乎为100%，此时能节
约能源和原料；
（5）真空还原阶段用
除
，产物还有
、
、
等生成，反应中Ge 化合
价由+4 变为+2、P 化合价由+1 变为+5，结合电子守恒，该阶段的化学方程式：
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；
（6）由图，装置a 名称为球形冷凝管，故选C；
（7）根据已知，碘酸根离子和Ge2+反应生成碘离子，当Ge2+反应完，碘酸根就会和生成的I-反应得到碘单
质遇溶液中淀粉变蓝，则实验滴定终点时，颜色由无色变为浅蓝色，半分钟不褪色
。
（8）空气中氧气具有氧化性，实验盖紧塞子防止
被氧化（或绝氧气，避免
被氧化为
，
否则导致滴定结果偏低），从而产生滴定误差；
（9）由题干反应结合Ge 元素守恒，存在
，则
样品(固体)中
元素的质量分数
；
（10）A．未用
标准溶液润洗滴定管，导致标准液浓度偏低，用量增大，使得测得结果偏大；
B．未用
将样品从冷凝管中洗入锥形瓶(仪器a)，导致Ge 元素损失，使得测得结果偏低；
C．滴定结束后，在滴定管尖嘴处出现气泡，导致标准液用量读数减小，使得测得结果偏小；
D．在常温下滴定(未保持在
以下滴定)，
可能被标准液
氧化，使得标准液用量增大，测
得结果偏大；
故选AD。
18．三甲基镓
是一种重要的半导体材料前驱体。实验室以镓镁合金
、碘甲烷
等为原料制备
，实验主要装置和步骤如下：
向三颈烧瓶中加入镓镁合金、碘甲烷和乙醚(用
表示)，加热(55℃)并搅拌
。蒸出低沸点有机物
后减压蒸馏，收集
。向
中逐滴滴加三正辛胺(用
表示)，室温下搅拌
，并用真空泵不断抽出
蒸气，制得
。将
置于真空中加热，蒸出
。
已知：①常温下，
为无色透明的液体，易水解，在空气中易自燃。
②相关物质的沸点信息如下表：
物质
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沸点/℃
55.8
40.3
34.5
365.8
回答下列问题：
(1)仪器a 的名称是 ；制备
时，需在真空中加热的原因是 。
(2)三颈烧瓶中除生成
外，还有
和
生成，该反应的化学方程式为
。
(3)用真空泉不断抽出
蒸气，有利于
生成的理由是 (用平衡移动原理解
释)；与直接分解
制备
相比，采用“
配体交换”工艺制备的产品纯度更高的
原因是 。
(4)测定
产品的纯度。取
样品于锥形瓶中，加入
盐酸，至不再产生气
泡
，加入2 滴甲基橙，用
溶液滴定剩余盐酸，消耗
溶液的体积为
，则
的质量分数为 (用含
的代数式表
示)；若滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成，则测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无
影响”)。
【答案】
(1)(球形)冷凝管 防止
与空气中的
反应
(2)
(3)
，将乙醚蒸气抽出，使平衡正向移动 NR3与
的沸点相差更大，易于分离
(4)
偏高
【详解】利用碘甲烷CH3I 和乙醚
及
反应生成
，加入
将其转化为
，
与
的沸点相差更大，可蒸馏分离，
易水解，在空气中易自燃，
烧杯中应加入浓硫酸；
（1）仪器a 的名称是(球形)冷凝管，已知
易水解，在空气中易自燃，制备
时，需在真
空中加热的原因是防止
与空气中的
、
反应；
（2）三颈烧瓶中碘甲烷CH3I 和乙醚
及
反应生成
外，还有
和
生成，该反应的化学方程式为
；
（3）
与
反应生成
和
蒸气存在转化平衡：
，用真空泵不断抽出
蒸气，减少乙醚蒸气浓度，使
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平衡正向移动，有利于
生成；用“
配体交换”工艺
与
反应生成
，由表可知
与
的沸点相差更大，易于分离，能制备纯度更高的
；
（4）NaOH 与HCl 按物质的量1:1 反应，与
反应的n(HCl)=
，盐酸与
反应方程式为
+3HCl=GaCl3+3CH4↑，样品中n[
]=
n(HCl)=
，样品中m[
]=
，则
的质量分数为
；若滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成，测定的NaOH
溶液体积偏小，则与
反应的盐酸物质的量偏多，计算得
的质量偏多，则测定结果偏
高。
19．铟(
，IIIA 族)的化合物硒铟铜(
，
)是一种重要的半导体材料，制备流程如
下：
已知：①
为细粉状晶体，难溶于水，
、
均易溶于水与乙二醇，酸浸时
杂质不溶解。
②
，
。
请回答：
(1)下列说法正确的是_______。
A．步骤①中焙烧前通常先将矿石粉碎
B．步骤②中酸浸选用的酸可以用硫酸或盐酸
C．步骤③中一定会用到蒸发皿
D．步骤③中的干燥方法不能用高温烘干
(2)步骤②酸浸时，如果控制溶液
，能否得到
溶液？ (填“能”或“不能”)，请结合计
算分析原因 。(溶液中离子浓度低于
视作不存在)
(3)步骤④、⑤均在如图装置中完成(夹持、加热与搅拌装置均省略)，下列说法不正确的是_______。
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A．装置a 的名称是三颈烧瓶
B．通入
气体的目的是排出装置内的空气，防止
被
氧化
C．步骤⑥中固液分离时为提高产率，可用多层滤纸进行过滤
D．步骤⑥中的洗涤操作可以选用蒸馏水做洗涤剂
(4)步骤⑥洗涤时需要检验固体表面的杂质离子是否洗净，具体步骤包含在如下操作中：
a.在滤液中滴入硝酸酸化的硝酸银溶液
b.如有沉淀生成，则证明产品中仍含有
c.如无沉淀生成，则证明产品中不含
d.取少量产品投入盛有蒸馏水的烧杯中，过滤并取滤液
e.取最后一次洗涤后的滤液于烧杯中
请排序： (填字母序号)。
(5)半导体材料的导电能力与晶体中化学键的共价性密切相关，将铜铟硒中的
替换为
，得到另一种半
导体材料铜铝硒
，两种半导体具有相同的黄铜矿型结构，但导电能力
更弱，请从化学
键角度解释原因 。
【答案】
(1)AD
(2)不能 使用
的
计算后
离子为
时，
约为4，故
时溶液中
几乎
不存在，不可能得到制备所需的
溶液
(3)BC
(4)eac
(5)
与
相比，
的电负性更大，
与
形成的化学键共价性相对较强，电子云更集中在键合区域，
电子在晶体中的传导相对较困难，形成的半导体导电性更弱
【详解】将含
矿石焙烧得到
及杂质，用盐酸酸浸焙烧后的矿石，得到含InCl3溶液，再结晶
干燥得到
晶体，在特定装置中，加入
、
后在乙二醇中加热反应一段
时间，反应结束后进行固液分离，洗涤干燥得到
晶体。
（1）A. 步骤①中焙烧前通常先将矿石粉碎，可增大矿石与空气的接触面积，加快反应速率，使反应更充
分，A 正确；
B. 因为最终要得到
溶液，若用硫酸酸浸会引入
杂质，而用盐酸酸浸不会引入新的杂质，所以酸
浸选用的酸可以用盐酸，不能用硫酸，B 错误；
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C. 步骤③从
溶液结晶干燥得到
晶体，不一定会用到蒸发皿，C 错误；
D.
晶体高温烘干时可能会失去结晶水，所以步骤③中的干燥方法不能用高温烘干，D 正确；
（2）
时，
根据
，可得：
，溶液中
几乎不存在，不能得
到制备所需的
溶液；
（3）A. 装置a 的名称是三颈烧瓶，A 正确；
B. 通入
气体的目的是排出装置内的空气，防止
被
氧化，B 错误；
C.
为细粉状晶体，用多层滤纸过滤可能会使部分产品吸附在滤纸上造成损失， C 错误；
D.
难溶于水，步骤⑥中的洗涤操作可以选用蒸馏水做洗涤剂，D 正确；
（4）要检验固体表面的
是否洗净，应取最后一次洗涤后的滤液进行检验，在滤液中滴入硝酸酸化的硝
酸银溶液，如无沉淀生成，则证明产品中不含
，所以操作顺序为eac；
（5）半导体材料的导电能力与晶体中化学键的共价性密切相关，
的电负性比
大，
与
形成的化
学键共价性相对较强，电子云更集中在键合区域，电子在晶体中的传导相对较困难，因此
导电能
力更弱。
20．某厂的高铟、高铅烟灰(In2O3、In2S3、PbO、Fe2O3、ZnO)可提取铟和铅，工艺流程如图：
已知：i．In3+与Al3+性质相似，易水解。
ii．Ksp(PbCl2)=3.2×10-5、Ksp(PbCO3)=1.2×10-14、Ksp[Pb(OH)2]=2.0×10-15。
iii．In3+能被有机萃取剂P204(简称H2A2)萃取，其萃取原理可表示为
In3+(水层)+3H2A2(有机层)
InA
⇌
3·3HA(有机层)+3H+(水层)。
回答下列问题：
(1)“高温酸浸”后滤渣除二氧化锰外还有 ，该操作中硫元素被氧化为硫酸根，In2S3反应的化学方
程式为 。
(2)室温时，向结晶产物PbCl2固体中加入NH4HCO3溶液，并加入氨水调节pH 进行脱氯碳化。“脱氯碳
化”过程中，为避免Pb(OH)2的生成，应将pH 控制在 以下；灼烧过程中，将80.1mg PbCO3在氩
气中加热分解(气体产物只有CO2)，316℃时，剩余固体的质量为71.3mg，此时固体n(Pb)：n(C)=
。
(3)“系列操作”含如下步骤：
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①萃取前加入Na2SO3预处理可提高铟的纯度，可能的原因是 。
②关于萃取与反萃取，下列说法错误的是 (填标号)。
A．pH 越大萃取效果越好
B．有机相经处理后可以循环利用
C．萃取与反萃取原理相同，均利用了溶质在溶剂中溶解性的不同
③反萃取时，有机相与水相体积比和反萃取率、水相中铟浓度的关系如图所示，操作时选择有机相和水相
的体积比为 ；所需玻璃仪器为 。
【答案】
(1)PbSO4
(2)7.5 3：1
(3)P204可以萃取Fe3+，不能萃取Fe2+，Na2SO3还原Fe3+为Fe2+，防止Fe3+被萃取 AC 4：1 烧
杯、分液漏斗
【详解】高铟、高铅烟灰(In2O3、In2S3、PbO、Fe2O3、ZnO)加入MnO2和稀硫酸，PbO 转化PbSO4，浸取渣
含有PbSO4、MnO2，滤液中含有In3+、Fe3+、Zn2+、Mn2+，萃取分离出有机液含In(HA2)3，加盐酸反萃取得
到溶液含HInCl4，置换时加Zn 发生3Zn+2HInC14═2In+3ZnCl2+2HCl，从而得到海绵铟，PbSO4、MnO2用
HCl 和NaCl 混合溶液浸出，过滤得到MnO2，PbSO4转化为PbCl2，向结晶产物PbCl2固体中加入NH4HCO3
溶液，并加入氨水调节pH 进行脱氯碳化，灼烧PbCO3生成PbO，还原PbO 得到Pb，以此来解答。
（1）由分析可知，“高温酸浸”后滤渣除二氧化锰外还有PbSO4，该操作中硫元素被MnO2氧化为硫酸
根，MnO2转化为Mn2+，根据得失电子守恒和原子守恒配平In2S3反应的化学方程式为：
。
（2）“脱氯碳化”过程中，PbCl2转化为Pb(OH)2时，需要满足：Ksp(PbCl2)=Ksp[Pb(OH)2]×
，
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=
，PbCl2饱和溶液中2c(Cl-)=c(Pb2+)，则c(Cl-)=
，则c(OH-)=
=10-6.5mol/L，c(H+)=
=10-7.5mol/L，pH=7.5，则“脱氯碳化”过程中，为避免Pb(OH)2的生成，应将pH 控制在7.5 以
下；80.1mg PbCO3的物质的量为
，PbCO3在氩气中加热分解(气体产物只有CO2)，
可得关系式：
，故
时固体减少的质量即生成CO2的质量，n(CO2)=
，剩余固体中
。
（3）①萃取前加入Na2SO3预处理可提高铟的纯度，可能的原因是P204可以萃取Fe3+，不能萃取Fe2+，
Na2SO3还原Fe3+为Fe2+，防止Fe3+被萃取；
A
②．pH 越大，c(OH-)越大，可能导致Fe3+转化为氢氧化铁胶体，吸附In3+造成损失，A 错误；
B．有机相经反萃取处理后又生成有机萃取剂，可以循环利用，B 正确；
C．加入P204进行萃取，使In3+(水层)+3H2A2(有机层)
InA
⇌
3·3HA(有机层)+3H+(水层)正向移动，加入HCl 反
萃取，使In3+(水层)+3H2A2(有机层)
InA
⇌
3·3HA(有机层)+3H+(水层)逆向移动，应用了平衡移动的原理，与
溶质在溶剂中溶解性无关，C 错误；
故选AC；
③由图可知，反萃取中有机相和水相的体积比为4：1 时，反萃取率较高，反萃取效果最好，然后经过分液
分类出水相，所需玻璃仪器为烧杯、分液漏斗。
44
