Question

【题目】冰晶石(Na3AlF6)微溶于水，工业上用萤石(CaF2含量为96%)、二氧化硅为原料，采用氟硅酸钠法制备冰晶石，其工艺流程如下：

(1)Na3AlF6中氟、铝以共价键结合，写出Na3AlF6中所含阳离子的电子式________________，滤渣A的主要成分是_______________________(填名称)。

(2)为探究适合“酸浸”的条件，取4份相同样品进行实验，所得结果如下表所示：

实验编号	萤石品位	硫酸的	反应温度/℃	获得 Na2SiF6的质量
	(CaF2含量)	质量分数
1	96%	25%	60～70	120
2	96%	35%	60～70	153
3	96%	35%	80～90	100
4	96%	40%	60～70	141

①实验3比实验2获得Na2SiF6的质量低的原因可能是___________________。

②选择“酸浸”时所采用的最适合条件为____________________________。

(3)写出反应③的离子方程式：______________________________。

(4)“操作ⅰ”不能用硅酸盐质设备进行分离的原因__________________________。

(5)经测定，操作ⅰ所得滤液中所含杂质中K+浓度为0.05mol·L-1，当Na+浓度降为0.01mol·L-1时，若不考虑其它离子影响和溶液体积变化，K+___________(填“是”或“否”)开始沉淀。(已知25℃时，Ksp(Na3AlF6)=4.0×10-10，Ksp(K3AlF6)=6.0·10-8)

Answer 1

【答案】 Na+ 硫酸钙 温度过高，HF挥发，造成获得Na2SiF6的质量降低 35%H2SO4、60～70℃ 3Na++4NH4++6F-+AlO2-+2H2O=Na3AlF6↓+4NH3·H2O或3Na++4NH4++6F-+AlO2-=Na3AlF6↓+4NH3++2H2O 滤液中F-水解生成的HF腐蚀硅酸盐质设备 否

【解析】（1）Na3AlF6中氟、铝以共价键结合，Na3AlF6中所含阳离子为钠离子，电子式为Na+；根据图示，反应①是氟化钙、二氧化硅、硫酸反应生成H2SiF4 和 A，因此滤渣为硫酸钙；正确答案： Na+ ； 硫酸钙。

①根据图表信息可知，实验3比实验2获得Na2SiF6的质量低的原因是温度过高，HF挥发，造成获得Na2SiF6的质量降低；正确答案：温度过高，HF挥发，造成获得Na2SiF6的质量降低。

②酸浸的目的是想得到更多的H2SiF4，根据表格，实验2中获得的Na2SiF6的质量最多，选择最适宜的条件为35%H2SO4，控制反应温度60～70℃ 之间；正确答案：35%H2SO4、60～70℃ 。

(3)根据流程图可知，反应③中，氟化钠、氟化铵和偏铝酸钠反应生成Na3AlF6和一水合氨，反应的离子方程式：3Na++4NH4++6F-+AlO2-+2H2O=Na3AlF6↓+4NH3·H2O或3Na++4NH4++6F-+AlO2-=Na3AlF6↓+4NH3+2H2O；正确答案：3Na++4NH4++6F-+AlO2-+2H2O=Na3AlF6↓+4NH3·H2O或3Na++4NH4++6F-+AlO2-=Na3AlF6↓+4NH3+2H2O。

(4)滤液中含有氟离子，能够发生水解生成氢氟酸，氢氟酸能够与硅酸盐质设备反应；正确答案：滤液中F-水解生成的HF腐蚀硅酸盐质设备。

(5)根据Ksp(Na3AlF6)=c(Na+)×c(AlF-6)= 4.0×10-10,当c(Na+)=0.01mol·L-1时，c(AlF-6)= 4.0×10-8,QC= c(K +)×c(AlF-6)= 0.05×4.0×10-8=2×10-9< Ksp(K3AlF6)=6.0×10-8,所以K+没有开始沉淀；正确答案：否。