题目内容

13．利用湿法制磷酸副产品氟硅酸（H2SiF6），可以生产无水氟化氢，其工艺如图所示：
已知氟硅酸钾（K2SiF6）微酸性，有吸湿性，微溶于水，不溶于醇．在热水中水解成氟化钾、氟化氢及硅酸．
（1）写出反应器中的化学方程式：H2SiF6+K2SO4=H2SO4+K2SiF6↓；
（2）在实验室过滤操作中所用的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒；
在洗涤氟硅酸钾（K2SiF6）时常用酒精洗涤而不是用水，其目的是：氟硅酸钾不溶于酒精，减少用水洗涤溶解氟硅酸钾损失．
（3）该流程中哪些物质可以循环使用：H2SO4、K2SO4（用化学式表达）
（4）氟化氢可以腐蚀刻画玻璃，在刻蚀玻璃过程中也会生成H2SiF6，试写出该反应方程式：6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O．
（5）为了测定无水氟化氢的纯度，取标况下的气体产物2.24L，测得质量为3.1g，并将气体通入含足量的Ca（OH）2 溶液中，得到5.85gCaF2沉淀，则无水氢氟酸质量分数为：97%（保留2位有效数字）．通过计算结果，试解释，标况下2.24L产物的质量远远大于2.0g的原因是HF分子间形成氢键，部分缔合成双聚体．

分析 氟硅酸加入硫酸钾发生反应生成氟硅酸钾（K2SiF6）微酸性，有吸湿性，微溶于水，过滤得到硫酸和氟硅酸钾，干燥后在热水中水解成氟化钾、氟化氢及硅酸，加入浓硫酸反应得到硫酸钾、氟化氢、和四氯化硅等，净化冷凝，通过精馏得到纯净的氟化氢；
（1）氟硅酸加入硫酸钾发生反应生成氟硅酸钾和硫酸；
（2）依据过滤装置和过程选择需要的玻璃仪器，氟硅酸钾微溶于水，不溶于醇，为减少损失可以用乙醇洗涤；
（3）反应过程中参与反应，在反应过程中又重新生成的物质可以循环使用，分析流程判断；
（4）氟化氢可以腐蚀刻画玻璃，在刻蚀玻璃过程中也会生成H2SiF6 ，依据原子守恒配平书写化学方程式；
（5）依据生成氟化钙的质量计算物质的量，结合元素守恒得到气体中氟化氢的物质的量，计算得到质量．质量分数=$\frac{氟化氢质量}{气体总重量}$×100%，标况下测得2.24L产物质量为3.1g，气体的质量远远大于2.0g的原因是氟化氢分子间可以形成氢键，部分结合形成双聚物．

解答 解：氟硅酸加入硫酸钾发生反应生成氟硅酸钾（K2SiF6）微酸性，有吸湿性，微溶于水，过滤得到硫酸和氟硅酸钾，干燥后在热水中水解成氟化钾、氟化氢及硅酸，加入浓硫酸反应得到硫酸钾、氟化氢、和四氯化硅等，净化冷凝，通过精馏得到纯净的氟化氢；
（1）氟硅酸加入硫酸钾发生反应生成氟硅酸钾和硫酸，反应器中的化学方程式为：H2SiF6+K2SO4=H2SO4+K2SiF6↓，
故答案为：H2SiF6+K2SO4=H2SO4+K2SiF6↓；
（2）依据过滤装置和过程选择需要的玻璃仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒，在洗涤氟硅酸钾（K2SiF6）时常用酒精洗涤而不是用水，其目的是氟硅酸钾微溶于水，不溶于醇，为减少损失用乙醇洗涤，
故答案为：漏斗、烧杯、玻璃棒，氟硅酸钾不溶于酒精，减少用水洗涤溶解氟硅酸钾损失；
（3）反应过程中参与反应，在反应过程中又重新生成的物质可以循环使用，分析流程判断流程中硫酸和硫酸钾在苯环过程中先参加反应，随后又生成，可以循环使用，
故答案为：H2SO4、K2SO4；
（4）氟化氢可以腐蚀刻画玻璃，在刻蚀玻璃过程中也会生成H2SiF6 和水，依据原子守恒配平书写化学方程式为：6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O，
故答案为：6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O；
（5）依据生成氟化钙的质量计算物质的量=$\frac{5.85g}{78g/mol}$=0.075mol，结合元素守恒得到气体中氟化氢的物质的量为0.075mol×2=0.15mol，计算得到HF质量=0.15mol×20g/mol=3g．质量分数=$\frac{氟化氢质量}{气体总重量}$×100%=$\frac{3g}{3.1g}$×100%=97%，标况下测得2.24L产物质量为3.1g，气体的质量远远大于2.0g的原因是氟化氢分子间可以形成氢键，部分结合形成双聚物，
故答案为：97%，HF分子间形成氢键，部分缔合成双聚体．

点评 本题利用湿法制磷酸的副产品氟硅酸可以生产氟化氢的工艺为背景，通过流程分析，实验操作，生产条件的选择，流程中物质的循环使用等，考查分析应用的能力，掌握题干信息和物质性质是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
12．通常情况下，氮气性质不活泼，其原因是（　　）
A．氮分子是双原子分子B．氮元素的非金属性很强
C．氮原子的半径较小D．氮分子中的化学键很难破坏
13．下列说法正确的是（　　）
A．阴、阳离子间通过静电引力而形成的化学键称为离子键
B．在MgO和CO2 晶体中都不存在单个分子
C．金属中存在自由移动的带电微粒，所以能导电
D．离子晶体中存在带电微粒，所以能导电
1．Ba（NO3）2可用于生产绿色烟花、绿色信号弹、炸药等．某生产BaCO3、BaSO4的化工厂生产中排出大量的钡泥（主要含有BaCO3、BaSO3、Ba（FeO2）2等），该厂利用钡泥制取Ba（NO3）2晶体（不含结晶水），其部分工艺流程如下：

已知：①Fe3+和Fe2+以氢氧化物形式沉淀完全时，溶液的pH分别为3.2和9.7；
②KSP（BaSO4）=1.1×10-10，KSP（BaCO3）=5.1×10-9．
（1）该厂生产的BaCO3因含有少量BaSO4而不纯，提纯的方法是：将产品加入足量的饱和Na2CO3溶液中，充分搅拌，过滤，洗涤．试用离子方程式说明提纯原理：BaSO4（aq）+CO32-（aq）?BaCO3（aq）+SO42-（aq）
（2）上述流程酸溶时，Ba（FeO2）2与HNO3反应生成两种硝酸盐，反应的化学方程式为：Ba（FeO2）2+8HNO3 =Ba（NO3）2+2Fe（NO3）3+4H2O．
（3）该厂结合本厂实际，选用的X为D（填序号），中和I使溶液中的Fe3+、H+（填离子符号）的浓度减小
A．BaCl2          B．Ba（OH）2          C．Ba（NO3）2          D．BaCO3
（4）最后的废渣中除原有的难溶性杂质外还含有Fe（OH）3、BaSO4（填化学式）．
（5）测定所得Ba（NO3）2晶体的纯度：准确称取w克晶体溶于蒸馏水，加入足量的硫酸，充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量其质量为m克，则该晶体的纯度为$\frac{261m}{233w}$×100%．
8．某同学设计了如图装置用于制取SO2，并验证SO2的部分性质，回答下列问题

（1）装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为分液漏斗
（2）某同学为了检验装置中A、B两部分的气密性，进行的操作是：关闭弹簧夹a、打开弹簧夹b，用酒精灯在三口烧瓶下微热，观察到B中长导管口有明显气泡现象，他判断气密性良好．你认为是否合理不合理（填“合理”或“不合理”）
（3）实验前要在装置中鼓入N2，目的是排净装置中的空气，防止溶液中SO2被空气中的O2氧化而干扰实验
（4）为了验证SO2是酸性氧化物，B中可选用的试剂是B
A．无色酚酞溶液B．蓝色石蕊试剂C．红色品红溶液D．KI淀粉混合溶液
（5）装置C中可观察到白色沉淀现象，由此可验证SO2具有还原性性，相关反应的总的离子方程式为Ba2++2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++BaSO4↓+4H+．
18．通常情况下，CuCI为白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，常用作有机合成的催化剂，并用于颜料、防腐等工业．CuCI露置于空气中较易被氧化为绿色的高价铜盐，见光易分解，变成褐色，受潮易变成蓝到棕色．有机硅装置在单体合成的生产过程中，副产高沸物、共沸物、硅渣浆液．其中硅渣浆液中含有Si、Cu及有机硅单体等物质，硅渣浆液经过处理后可得到富含硅、铜、碳的废渣．如图是从废渣中制取CuCI的一种工艺流程图．
根据上述内容填空：
（1）向废渣中加入足量的稀盐酸浸泡，再鼓入空气充分反应，经操作①可得到绿色溶液A．操作①中所用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；发生反应的离子方程式为2Cu+4H++O2=2Cu2++2H2O．
（2）过程③中加入Na2SO3溶液的目的是利用Na2SO3的还原性，将Cu2+还原为Cu+，然后与Cl-结合生成CuCl沉淀．
（3）过程⑤中用2%的盐酸洗涤的优点是CuCl在水中存在溶解平衡，用盐酸洗涤时，增大了氯离子浓度，抑制了CuCl的溶解，减少损失．
（4）已知Cu的相对原子质量为64．假设所取废渣的质量为wg，如图流程中第③步消耗了cmol•L-1的Na2SO3溶液VL，若不考虑操作过程中的损失，则理论上废渣中铜元素的质量分数为$\frac{128cv}{W}$×100%．
（5）写出CuCI的保存方法隔绝空气、密封、避光、保存在干燥的环境中．
（6）已知CuCI露置于空气中较易被氧化为绿色的高价铜盐：碱式氯化铜（CuCI2•3Cu（OH）2）．写出该反应的化学方程式4CuCl+O2+4H2O=CuCI2•3Cu（OH）2+2HCl．
5．下列关于ⅡA族元素的说法中，不正确的是（　　）
A．元素的主要化合价都是+2价
B．元素的单质都呈银白色
C．有的元素的单质可在自然界中稳定存在
D．其中包括被誉为“国防金属”的元素
2．下列关于物质分类的说法正确的是（　　）
A．根据是否具有丁达尔现象把分散系分为溶液、胶体、浊液
B．根据在水溶液里或熔化状态下是否导电把物质分为电解质、非电解质
C．凡是含有碳元素的物质为有机物，不含碳元素的物质为无机物
D．根据密度大小把金属分为轻金属和重金属
3．有A、B、C三种不溶于水的固体．A是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下氧气密度的1.375倍．B固体能溶于热氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀．此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸．将B与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C，C在高温时软化，无固定熔点．
根据以上事实，判断A为碳元素的单质．B、C各是SiO2、普通玻璃物质．按题意反应顺序写出有关反应的化学方程式C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2，SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓，Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网