Question

18．利用制磷肥的副產(chǎn)物氟硅酸鈉（Na₂SiF₆）生產(chǎn)冰晶石（Na₃AlF₆）的工藝流程如圖1：

（1）分解過程發(fā)生的反應(yīng)為：Na₂SiF₆+4NH₃•H₂O═2NaF+4NH₄F+X↓+2H₂O．工業(yè)上把濾渣X叫白炭黑，其化學(xué)式為SiO₂．
（2）分解時(shí)白炭黑產(chǎn)率和冰晶石純度與pH的關(guān)系如圖2，分解時(shí)需要控制溶液的pH=8.5；能提高其分解速率的措施有A（填字母）．
A．快速攪拌
B．加熱混合液至100℃
C．減小氨水濃度
（3）流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)為NH₃（NH₃．H₂O）；冰晶石在電解冶煉鋁中的作用降低氧化鋁的熔融溫度，減少能耗．
（4）水浴加熱過程中生成冰晶石的化學(xué)方程式為2NaF+4NH₄F+NaAlO₂$\frac{\underline{\;水浴加熱\;}}{\;}$Na₃AlF₆↓+4NH₃↑+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中原子守恒可得；
（2）溶液pH應(yīng)滿足冰晶石中白炭黑的含量較低為宜，加快反應(yīng)速率可以快速攪拌，同時(shí)考慮氨氣受熱易分解不利于反應(yīng)；
（3）第二次過濾所得，濾液為氨氣水溶液，可循環(huán)使用；冰晶石降低氧化鋁的熔融溫度，減少能耗；
（4）水浴加熱過程中氟化鈉、氟化銨與偏鋁酸鈉生成冰晶石，氨氣和水．

解答 解：（1）分解過程發(fā)生的反應(yīng)為：Na₂SiF₆+4NH₃•H₂O═2NaF+4NH₄F+X↓+2H₂O，化學(xué)反應(yīng)前后原子守恒，則X為SiO₂；
故答案為：SiO₂；
（2）從圖可知，pH為8.5時(shí)，冰晶石中白炭黑的含量較低，冰晶石純度較高；能提高其分解速率的措施有
A．快速攪拌可以加快反應(yīng)速率，正確，B．加熱混合液至100℃，氨水受熱分解，反應(yīng)物濃度小，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，錯(cuò)誤，C．減小氨水濃度，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，故錯(cuò)誤；
故答案為：8.5；A；
（3）第二次過濾所得，濾液為氨氣水溶液，可循環(huán)使用；冰晶石降低氧化鋁的熔融溫度，減少能耗；
故答案為：NH₃ （NH₃．H₂O）；降低氧化鋁的熔融溫度，減少能耗；
（4）水浴加熱過程中生成冰晶石的化學(xué)方程式為：2NaF+4NH₄F+NaAlO₂  $\frac{\underline{\;水浴加熱\;}}{\;}$Na₃AlF₆↓+4NH₃↑+2H₂O；
故答案為：2NaF+4NH₄F+NaAlO₂  $\frac{\underline{\;水浴加熱\;}}{\;}$Na₃AlF₆↓+4NH₃↑+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)工藝流程、無機(jī)物推斷等，題目難度中等，理解工藝流程是解題的關(guān)鍵，題中物質(zhì)的制備是中學(xué)中比較陌生的知識(shí)，是難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)，需要學(xué)生基本扎實(shí)的據(jù)此與運(yùn)用知識(shí)分析解決問題的能力．