Question

（2010?大連二模）[選修-化學與技術]
氟化鈉是一種微溶于水的鹽，實驗室可通過圖所示的流程以氟硅酸（H₂SiF₆）等物質為原料制取氟化鈉，并得到副產品氯化銨；

已知：20℃時氯化銨的溶解度為37.2g，Na₂SiF₆微溶于水，請回答下列問題：
（1）上述流程中①②分別發生化學反應，寫出相關的化學方程式：
①

H₂SiF₆+6NH₄HCO₃═6NH₄F+H₂SiO₃↓+6CO₂↑+3H₂O

；②

NH₄F+NaCl═NaF↓+NH₄Cl

；
（2）請指出I-IV實驗操作的名稱；操作I

過濾

，操作II

結晶

，操作III

洗滌

，操作IV

重結晶

．
（3）操作II的具體過程是

待母液全部濾出后，再向濾紙上加蒸餾水至恰好浸沒晶體，靜置讓其濾出，重復操作2-3次，以除去晶體表面的雜質

．
（4）流程①中的NH₄HCO₃必須過量，其原因的是

保證H₂SiF₆能全部反應，防止生成Na₂SiF₆沉淀，混入NaF中影響NaF質量

．

Answer 1

分析：（1）根據已知反應物和生成物，結合工藝流程可知，反應①為H₂SiF₆與NH₄HCO₃反應，生成的無味氣體為CO₂，過濾硅酸渾濁液，向濾液加入氯化鈉，經過系列操作可得氟化鈉、氯化銨，故濾液中含有氟化銨，故反應①為H₂SiF₆6與NH₄HCO₃反應，生成CO₂、硅酸、氟化銨，根據元素守恒還有水生成；
反應②加入的反應物為NaCl，NaF比NaCl的溶解性小，是將第一步生成的NH₄F轉化為NaF；
（2）加入的反應物為NaCl，NaF比NaCl的溶解性小，利用了物質在溶液中溶解度越小則優先析出的特性．操作Ⅰ是把固體與液體分離操作，應是過濾操作；操作II是將粗NaF洗滌除去其表面的雜質；操作Ⅲ是將濾液中的溶質進一步提取，應加熱蒸發溶劑，析出大量固體后冷卻，應是結晶；操作IV進行粗氯化銨提純，應是重結晶；
（3）操作II是將粗NaF洗滌除去其表面的雜質；
（4）由信息可知，Na₂SiF₆微溶于水，流程中NH₄HCO₃必須過量，是指第一步操作中必須保證H₂SiF₆能全部反應，以防止反應②生成Na₂SiF₆．

解答：解：（1）反應①為H₂SiF₆6與NH₄HCO₃反應，生成CO₂、硅酸、氟化銨、水，反應方程式為：H₂SiF₆+6NH₄HCO₃═6NH₄F+H₂SiO₃↓+6CO₂↑+3H₂O；
反應②是將第一步生成的NH₄F轉化為NaF，反應方程式為：NH₄F+NaCl═NaF↓+NH₄Cl，
故答案為：H₂SiF₆+6NH₄HCO₃═6NH₄F+H₂SiO₃↓+6CO₂↑+3H₂O；NH₄F+NaCl═NaF↓+NH₄Cl；
（2）操作Ⅰ是把固體與液體分離操作，應是過濾操作；
操作II是將粗NaF洗滌除去其表面的雜質；
操作Ⅲ是將濾液中的溶質進一步提取，應加熱蒸發溶劑，析出大量固體后冷卻，應是結晶；
操作IV進行粗氯化銨提純，應是重結晶，
故答案為：過濾；洗滌；結晶；重結晶；
（3）操作II是將粗NaF洗滌除去其表面的雜質，操作為：待母液全部濾出后，再向濾紙上加蒸餾水至恰好浸沒晶體，靜置讓其濾出，重復操作2-3次，以除去晶體表面的雜質，
故答案為：待母液全部濾出后，再向濾紙上加蒸餾水至恰好浸沒晶體，靜置讓其濾出，重復操作2-3次，以除去晶體表面的雜質；
（4）流程中NH₄HCO₃必須過量，是指第一步操作中必須保證H₂SiF₆能全部反應，防止生成Na₂SiF₆沉淀，防止在進行反應②H₂SiF₆將與NaCl反應，生成Na₂SiF₆沉淀，混入NaF中影響NaF質量，
故答案為：保證H₂SiF₆能全部反應，防止生成Na₂SiF₆沉淀，混入NaF中影響NaF質量．

點評：本題主要考查了化學與工業生產的相關知識、閱讀題目與工藝流程獲取信息能力、物質的分離提純、對實驗操作的理解等，難度中等，理解工藝流程是解題關鍵，需要學生具備扎實的基礎與綜合運用信息分析問題、解決問題的能力．