Question

7．用濕法制磷酸的副產品氟硅酸（H₂SiF₆）生成無水氟化氫的工藝如圖所示：

已知氟硅酸鉀（K₂SiF₆）微酸性，有吸濕性，微溶于水，不溶于醇．在熱水中水解成氟化鉀、氟化氫及硅酸．
（1）寫出反應器中的化學方程式：H₂SiF₆+K₂SO₄=H₂SO₄+K₂SiF₆↓．
（2）在洗滌氟硅酸鉀（K₂SiF₆）時常用酒精洗滌而不是用水，其目的是：氟硅酸鉀不溶于酒精，減少用水洗滌溶解氟硅酸鉀損失．
（3）該流程中哪些物質可以循環使用：H₂SO₄、K₂SO₄．
（4）為了測定無水氟化氫的純度，取標況下的氣體產物2.24L，測得質量為3.1g，試解釋，為什么標況下2.24L產物的質量遠遠大于2.0g，HF分子間形成氫鍵，部分締合成雙聚體．

Answer 1

分析 氟硅酸加入硫酸鉀發生反應生成氟硅酸鉀（K₂SiF₆）微酸性，有吸濕性，微溶于水，過濾得到硫酸和氟硅酸鉀，干燥后在熱水中水解成氟化鉀、氟化氫及硅酸，加入濃硫酸反應得到硫酸鉀、氟化氫、和四氯化硅等，凈化冷凝，通過精餾得到純凈的氟化氫；
（1）氟硅酸加入硫酸鉀發生反應生成氟硅酸鉀和硫酸；
（2）氟硅酸鉀微溶于水，不溶于醇，為減少損失可以用乙醇洗滌；
（3）反應過程中參與反應，在反應過程中又重新生成的物質可以循環使用，分析流程判斷；
（4）標況下測得2.24L產物質量為3.1g，氣體的質量遠遠大于2.0g的原因是氟化氫分子間可以形成氫鍵，部分結合形成雙聚物

解答 解：氟硅酸加入硫酸鉀發生反應生成氟硅酸鉀（K₂SiF₆）微酸性，有吸濕性，微溶于水，過濾得到硫酸和氟硅酸鉀，干燥后在熱水中水解成氟化鉀、氟化氫及硅酸，加入濃硫酸反應得到硫酸鉀、氟化氫、和四氯化硅等，凈化冷凝，通過精餾得到純凈的氟化氫；
（1）氟硅酸加入硫酸鉀發生反應生成氟硅酸鉀和硫酸，反應器中的化學方程式為：H₂SiF₆+K₂SO₄=H₂SO₄+K₂SiF₆↓，
故答案為：H₂SiF₆+K₂SO₄=H₂SO₄+K₂SiF₆↓；
（2）在洗滌氟硅酸鉀（K₂SiF₆）時常用酒精洗滌而不是用水，其目的是氟硅酸鉀微溶于水，不溶于醇，為減少損失用乙醇洗滌，
故答案為：氟硅酸鉀不溶于酒精，減少用水洗滌溶解氟硅酸鉀損失；
（3）反應過程中參與反應，在反應過程中又重新生成的物質可以循環使用，分析流程判斷流程中硫酸和硫酸鉀在苯環過程中先參加反應，隨后又生成，可以循環使用，
故答案為：H₂SO₄、K₂SO₄；
（4）標況下測得2.24L產物質量為3.1g，氣體的質量遠遠大于2.0g的原因是氟化氫分子間可以形成氫鍵，部分結合形成雙聚物，
故答案為：HF分子間形成氫鍵，部分締合成雙聚體．

點評 本題利用濕法制磷酸的副產品氟硅酸可以生產氟化氫的工藝為背景，通過流程分析，實驗操作，生產條件的選擇，流程中物質的循環使用等，考查分析應用的能力，掌握題干信息和物質性質是解題關鍵，題目難度中等．