Question

aF是一種重要的氟鹽,主要用作農作物殺蟲劑、木材防腐劑等。某課題組設計了以氟硅酸(H₂SiF₆)等物質為原料制取氟化鈉,并得到副產品氯化銨的實驗,其工藝流程如下:

已知:20 ℃時氯化銨的溶解度為37.2 g,氟化鈉的溶解度為4 g,Na₂SiF₆微溶于水。
(1)操作Ⅱ是洗滌、干燥,其目的是　                                       ,
操作Ⅲ和操作Ⅳ的名稱依次是　(填寫序號)。
a.過濾      b.加熱蒸發     c.冷卻結晶      d.洗滌
(2)上述流程中①的化學反應方程式:
　　H₂SiF₆+　　NH₄HCO₃　　NH₄F+ 　　H₂SiO₃↓+　　CO₂↑+　　　　 
(3)流程①中NH₄HCO₃必須過量,其原因是                             　。
(4)若不考慮氟化鈉的溶解,7.2 g氟硅酸理論上最多能生產　　　　 g氟化鈉。

Answer 1

(1)除去氟化鈉表面的氯化氨雜質　bc
(2)1　6　6　1　6　3　H₂O
(3)保證H₂SiF₆能全部反應,防止在加入NaCl時生成Na₂SiF₆沉淀
(4)12.6

從整個的流程圖以及最后得到的產物來看,經①生成的氣體是CO₂,得到的沉淀是Si元素形成的沉淀。過濾后的濾液中存在F^-、N,加入足量氯化鈉后由于氟化鈉的溶解度很小,而NaCl、NH₄Cl溶解度都較大,所以會生成NaF沉淀;操作Ⅰ是過濾,得到NaF晶體和NH₄Cl溶液,操作Ⅱ是洗滌,以除去NaF晶體表面的Cl^-、N。NH₄Cl溶解度較大,需要進行蒸發濃縮、冷卻結晶而析出NH₄Cl,然后可通過重結晶得到純凈的NH₄Cl。在流程①中加入過量NH₄HCO₃是考慮讓H₂SiF₆完全轉化為NH₄F,根據原子守恒:m(NaF)=×6×42 g· mol^-1="12.6" g。