Question

【题目】H2SiF6（氟硅酸）是一种基本化工原料，广泛用于制取氟硅酸盐及氟化物等。以氟硅酸和碳酸锂等为原料生产电池级LiF的工艺流程如图：

回答下列问题：

（1）生产中采用内衬为聚四氟乙烯或石墨的反应器。聚四氟乙烯的结构简式为____；不用陶瓷设备的原因是____。

（2）“氨解”时发生反应的化学方程式为____，氟化铵的电子式为____。

（3）“碳化”时发生反应的离子方程式为____。

（4）“制备”时产生的气体经分别吸收后返回____和___工序循环使用。

（5）H2SiF6水溶液中存在平衡：SiF62-（aq）＋4H2O（1）═Si（OH）4（aq）＋4H＋（aq）＋6F-（aq），该反应的平衡常数表达式为___。

（6）某工厂用纯度为85%的氟硅酸14.4吨和纯度为90%的碳酸锂7.4吨来制备氟化锂，已知流程中氟元素的损耗率为10%，锂元素的损耗率为8%，则最终产品氟化锂为____吨（精确到0.1）。

Answer 1

【答案】—CF2一CF2 F-水解生成的HF能与硅酸盐陶瓷中的SiO2反应 H2SiF6＋6NH3·H2O=6NH4F＋SiO2·nH2O↓＋（4－n）H2O（或H2SiF6＋6NH3·H2O=6NH4F＋SiO2↓＋4H2O） Li2CO3＋CO2＋H2O=2Li+＋ 氨解 碳化 4.3

【解析】

（1）聚四氟乙烯的单体CF2=CF2，加聚得—CF2一CF2；F-、HF均能与SiO2反应。

（2）“氨解”时，反应物为H2SiF6、NH3·H2O，生成物为NH4F、SiO2·nH2O和H2O，然后写出并配平化学方程式。氟化铵是和F-构成的离子化合物，电子式为。

（3）碳化时发生的反应为Li2CO3＋CO2＋H2O=2LiHCO3，LiHCO3写成离子形式。

（4）“制备”反应：NH4F＋LiHCO3LIF＋CO2↑＋NH3↑＋H2O，NH3被吸收制取氨水返回“氨解”工序，CO2回收返回“碳化”工序。

（6）1mol H2SiF6中含6mol F-，1mol Li2CO3中只含2mol Li+，由上述数据可以得出H2SiF6过量，按碳酸锂计算。

（1）聚四氟乙烯的单体CF2=CF2，加聚得—CF2一CF2；陶瓷设备中含有SiO2，F-、HF均能与SiO2反应。

（2）“氨解”时，反应物为H2SiF6、NH3·H2O，生成物为NH4F、SiO2·nH2O和H2O，然后写出并配平化学方程式： H2SiF6＋6NH3·H2O=6NH4F＋SiO2·nH2O↓＋（4n）H2O（或H2SiF6＋6NH3·H2O=6NH4F＋SiO2↓＋4H2O）。氟化铵是和F-构成的离子化合物，电子式为。

（3）“碳化”时发生反应：Li2CO3＋CO2＋H2O=2LiHCO3，LiHCO3写成离子形式。“碳化”时发生反应的离子方程式为：Li2CO3＋CO2＋H2O=2Li+＋；

（4）“制备”反应：NH4F＋LiHCO3LIF＋CO2↑＋NH3↑＋H2O，NH3被吸收制取氨水返回“氨解”工序，CO2回收返回“碳化”工序。

（5）SiF62-（aq）＋4H2O（1）═Si（OH）4（aq）＋4H＋（aq）＋6F-（aq），该反应的平衡常数表达式为；

（6）1mol H2SiF6中含6mol F-，1mol Li2CO3中只含2mol Li+，由上述数据可以得出H2SiF6过量，按碳酸锂计算，m（LiF）=2×7.4t×90%×92%×26g·mol-1÷74g·mol-1=4.3t。