Question

氟化钠是一种重要的氟盐，主要用作农业杀菌剂、杀虫剂、木材防腐剂．实验室可通过下图所示的流程以氟硅酸（H₂SiF₆）等物质为原料制取氟化钠，并得到副产品氯化铵：

有关物质在水中溶解度分别为：氯化铵：10℃时33.3g、20℃时37.2g、30℃时41.4g；氟化钠：20℃时4g；氟硅酸钠微溶于水．
请回答下列问题：
（1）上述流程中氟硅酸（H₂SiF₆）等物质混合时发生的反应的化学方程式为：

H₂SiF₆+6NH₄HCO₃+H₂O=6NH₄F+H₂SiO₃↓+6CO₂↑

，在滤液中加入NaCl的目的是

增加Na⁺浓度，促进NaF沉淀

．
（2）操作Ⅰ需要用到的玻璃仪器除玻璃棒外，还有

烧杯、漏斗

．
（3）操作II的作用是

洗涤，以除去NaF、NH₄Cl表面的杂质

．
（4）操作Ⅲ的具体过程是

蒸发浓缩，析出大量固体后冷却结晶

．
（5）流程中NH₄HCO₃必须过量，其原因是

保证H₂SiF₆能全部反应；防止在进行反应Ⅱ时有残余H₂SiF₆与NaCl反应，生成Na₂SiF₆沉淀，使所得产品不纯

．

Answer 1

分析：（1）根据反应物和生成物确定反应方程式；室温时，氟化钠的溶解度较低，把氯化钠转化为氟化钠．
（2）分离固体和液体的方法是过滤，根据各仪器的作用选取仪器．
（3）从粗产品制取纯产品要进行洗涤．
（4）从溶液中制取固体的方法是蒸发浓缩，析出大量固体后冷却结晶．
（5）促进另一种物质的反应且不生成Na₂SiF₆杂质．

解答：解：（1）根据工艺流程图知，反应物是氟硅酸、碳酸氢铵和水，生成物是二氧化碳和硅酸，根据元素守恒知，生成物中含有氟化铵，所以方程式为H₂SiF₆+6NH₄HCO₃+H₂O=6NH₄F+H₂SiO₃↓+6CO₂↑； 根据物质在水中的溶解度知，20℃时氟化铵的溶解度远远大于氟化钠，所以在滤液中加入NaCl的目的是：增加Na⁺浓度，促进氟化铵转化为NaF沉淀，从而得到氟化钠．
故答案为：H₂SiF₆+6NH₄HCO₃+H₂O=6NH₄F+H₂SiO₃↓+6CO₂↑；增加Na⁺浓度，促进NaF沉淀．
（2）分离固体和液体的方法是过滤，需要用到的玻璃仪器除玻璃棒外，还需要盛放液体的烧杯和进行过滤的漏斗．
故答案为：烧杯、漏斗．
（3）氟化钠、氯化铵表面含有杂质，用蒸馏水洗涤氟化钠和氯化铵，以除去其表面杂质．
故答案为：洗涤，以除去NaF、NH₄Cl 表面的杂质．
（4）从溶液中获取固体的方法是：蒸发浓缩，析出大量固体后冷却结晶．
故答案为：蒸发浓缩，析出大量固体后冷却结晶．
（5）反应过程中，一方面碳酸氢铵过量能促使氟硅酸全部反应，另一方面防止在进行反应Ⅱ时有残余H₂SiF₆与NaCl反应，生成Na₂SiF₆沉淀，使所得产品不纯．
故答案为：保证H₂SiF₆能全部反应；防止在进行反应Ⅱ时有残余H₂SiF₆与NaCl反应，生成Na₂SiF₆沉淀，使所得产品不纯．

点评：本题考查了实验方案设计中的有关问题，难度不大，能准确获取题目中有用的信息进行利用是解本题的关键．