Question

18．利用制磷肥的副产物氟硅酸钠（Na₂SiF₆）生产冰晶石（Na₃AlF₆）的工艺流程如图1：

（1）分解过程发生的反应为：Na₂SiF₆+4NH₃•H₂O═2NaF+4NH₄F+X↓+2H₂O．工业上把滤渣X叫白炭黑，其化学式为SiO₂．
（2）分解时白炭黑产率和冰晶石纯度与pH的关系如图2，分解时需要控制溶液的pH=8.5；能提高其分解速率的措施有A（填字母）．
A．快速搅拌
B．加热混合液至100℃
C．减小氨水浓度
（3）流程中可循环利用的物质为NH₃（NH₃．H₂O）；冰晶石在电解冶炼铝中的作用降低氧化铝的熔融温度，减少能耗．
（4）水浴加热过程中生成冰晶石的化学方程式为2NaF+4NH₄F+NaAlO₂$\frac{\underline{\;水浴加热\;}}{\;}$Na₃AlF₆↓+4NH₃↑+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）根据化学反应中原子守恒可得；
（2）溶液pH应满足冰晶石中白炭黑的含量较低为宜，加快反应速率可以快速搅拌，同时考虑氨气受热易分解不利于反应；
（3）第二次过滤所得，滤液为氨气水溶液，可循环使用；冰晶石降低氧化铝的熔融温度，减少能耗；
（4）水浴加热过程中氟化钠、氟化铵与偏铝酸钠生成冰晶石，氨气和水．

解答 解：（1）分解过程发生的反应为：Na₂SiF₆+4NH₃•H₂O═2NaF+4NH₄F+X↓+2H₂O，化学反应前后原子守恒，则X为SiO₂；
故答案为：SiO₂；
（2）从图可知，pH为8.5时，冰晶石中白炭黑的含量较低，冰晶石纯度较高；能提高其分解速率的措施有
A．快速搅拌可以加快反应速率，正确，B．加热混合液至100℃，氨水受热分解，反应物浓度小，化学反应速率减慢，错误，C．减小氨水浓度，化学反应速率减慢，故错误；
故答案为：8.5；A；
（3）第二次过滤所得，滤液为氨气水溶液，可循环使用；冰晶石降低氧化铝的熔融温度，减少能耗；
故答案为：NH₃ （NH₃．H₂O）；降低氧化铝的熔融温度，减少能耗；
（4）水浴加热过程中生成冰晶石的化学方程式为：2NaF+4NH₄F+NaAlO₂  $\frac{\underline{\;水浴加热\;}}{\;}$Na₃AlF₆↓+4NH₃↑+2H₂O；
故答案为：2NaF+4NH₄F+NaAlO₂  $\frac{\underline{\;水浴加热\;}}{\;}$Na₃AlF₆↓+4NH₃↑+2H₂O．

点评 本题考查化学工艺流程、无机物推断等，题目难度中等，理解工艺流程是解题的关键，题中物质的制备是中学中比较陌生的知识，是难点、易错点，需要学生基本扎实的据此与运用知识分析解决问题的能力．