Question

aF是一种重要的氟盐,主要用作农作物杀虫剂、木材防腐剂等。某课题组设计了以氟硅酸(H₂SiF₆)等物质为原料制取氟化钠,并得到副产品氯化铵的实验,其工艺流程如下:

已知:20 ℃时氯化铵的溶解度为37.2 g,氟化钠的溶解度为4 g,Na₂SiF₆微溶于水。
(1)操作Ⅱ是洗涤、干燥,其目的是　                                       ,
操作Ⅲ和操作Ⅳ的名称依次是　(填写序号)。
a.过滤      b.加热蒸发     c.冷却结晶      d.洗涤
(2)上述流程中①的化学反应方程式:
　　H₂SiF₆+　　NH₄HCO₃　　NH₄F+ 　　H₂SiO₃↓+　　CO₂↑+　　　　 
(3)流程①中NH₄HCO₃必须过量,其原因是                             　。
(4)若不考虑氟化钠的溶解,7.2 g氟硅酸理论上最多能生产　　　　 g氟化钠。

Answer 1

(1)除去氟化钠表面的氯化氨杂质　bc
(2)1　6　6　1　6　3　H₂O
(3)保证H₂SiF₆能全部反应,防止在加入NaCl时生成Na₂SiF₆沉淀
(4)12.6

从整个的流程图以及最后得到的产物来看,经①生成的气体是CO₂,得到的沉淀是Si元素形成的沉淀。过滤后的滤液中存在F^-、N,加入足量氯化钠后由于氟化钠的溶解度很小,而NaCl、NH₄Cl溶解度都较大,所以会生成NaF沉淀;操作Ⅰ是过滤,得到NaF晶体和NH₄Cl溶液,操作Ⅱ是洗涤,以除去NaF晶体表面的Cl^-、N。NH₄Cl溶解度较大,需要进行蒸发浓缩、冷却结晶而析出NH₄Cl,然后可通过重结晶得到纯净的NH₄Cl。在流程①中加入过量NH₄HCO₃是考虑让H₂SiF₆完全转化为NH₄F,根据原子守恒:m(NaF)=×6×42 g· mol^-1="12.6" g。