Question

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

（1）分解過程發生的反應為：Na₂SiF₆+4NH₃•H₂O═2NaF+4NH₄F+X↓+2H₂O．工業上把濾渣X叫白炭黑，其化學式為SiO₂．
（2）分解時白炭黑產率和冰晶石純度與pH的關系如圖2，分解時需要控制溶液的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）流程中可循環利用的物質為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方程式為2NaF+4NH₄F+NaAlO₂$\frac{\underline{\;水浴加熱\;}}{\;}$Na₃AlF₆↓+4NH₃↑+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據化學反應中原子守恒可得；
（2）溶液pH應滿足冰晶石中白炭黑的含量較低為宜，加快反應速率可以快速攪拌，同時考慮氨氣受熱易分解不利于反應；
（3）第二次過濾所得，濾液為氨氣水溶液，可循環使用；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）分解過程發生的反應為：Na₂SiF₆+4NH₃•H₂O═2NaF+4NH₄F+X↓+2H₂O，化學反應前后原子守恒，則X為SiO₂；
故答案為：SiO₂；
（2）從圖可知，pH為8.5時，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速率，正確，B．加熱混合液至100℃，氨水受熱分解，反應物濃度小，化學反應速率減慢，錯誤，C．減小氨水濃度，化學反應速率減慢，故錯誤；
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．

點評 本題考查化學工藝流程、無機物推斷等，題目難度中等，理解工藝流程是解題的關鍵，題中物質的制備是中學中比較陌生的知識，是難點、易錯點，需要學生基本扎實的據此與運用知識分析解決問題的能力．