题目内容

7．冰晶石（Na3 AlF6）难溶于水，广泛应用于铝的冶炼．工业上用萤石（CaF2）为原料生产Na3 AlF6：

回答下列问题：
（1）在铝的冶炼中，Na3AIF6的作用是降低Al2O3的熔化温度，增强体系的导电性．
（2）煅烧时总反应的化学方程式：CaF2+SiO2+Na2CO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaSiO3+2NaF+CO2↑，用水浸取后残渣的主要成分是CaSiO3．
（3）煅烧后的固体在浸取前进行粉碎的目的是加速可溶物的溶解，为达到相同目的，常温浸取时还可采取的措施是充分搅拌．
（4）写出向NaF溶液中加入硫酸铝溶液发生反应的离子方程式：3Na++Al3++6F-=NaAlF6↓．
NaF溶液呈碱性，用离子方程式表示其原因：F-+H2O?HF+OH-，因此在按化学计量加入硫酸铝溶液前，需先用硫酸将NaF溶液的pH下调至5左右，否则可能产生副产物Al（OH）3．
（5）97.5kg含CaF2 80%萤石（杂质不含氟元素）理论上可生产Na3AlF670kg（设生产过程中的每一步含氟物质均完全转化）．

分析 工业上生产Na3AlF6的主要流程：氟化钙、石英、纯碱高温煅烧：CaF2+Na2CO3 +SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO2↑+2NaF+CaSiO3↓，加水浸取，残渣为CaSiO3，加入硫酸铝，
硫酸铝与NaF（aq）反应的离子方程式为：3Na++6F-+Al3+=Na3AlF6↓，过滤、洗涤、干燥得纯净的Na3AlF6产品，
（1）工业上用电解氧化铝的方法冶炼铝，由于氧化铝的熔点较高，所以用Na3AIF6降低Al2O3的熔化温度，增强体系的导电性，据此答题；
（2）根据上面的分析可知残渣的主要成分；
（3）固体在浸取前进行粉碎，增大表面积，加快反应速率；根据影响化学反应速率的因素答题；
（4）向NaF溶液中加入硫酸铝溶液可以得到Na3AlF6，氟调子水解，溶液呈碱性，溶液pH较高时，铝离子会生成氢氧化铝沉淀；
（5）根据氟元素守恒可计算出Na3AlF6的质量．

解答 解：工业上生产Na3AlF6的主要流程：氟化钙、石英、纯碱高温煅烧：CaF2+Na2CO3 +SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO2↑+2NaF+CaSiO3↓，加水浸取，残渣为CaSiO3，加入硫酸铝，
硫酸铝与NaF（aq）反应的离子方程式为：3Na++6F-+Al3+=Na3AlF6↓，过滤、洗涤、干燥得纯净的Na3AlF6产品，
（1）工业上用电解氧化铝的方法冶炼铝，由于氧化铝的熔点较高，所以用Na3AIF6降低Al2O3的熔化温度，增强体系的导电性，
故答案为：降低Al2O3的熔化温度，增强体系的导电性；
（2）根据上面的分析可知残渣的主要成分为CaSiO3，故答案为：CaSiO3；
（3）固体在浸取前进行粉碎，增大表面积，加速可溶物的溶解，根据影响化学反应速率的因素可和，常温浸取时还可采取的措施是 充分搅拌，
故答案为：加速可溶物的溶解； 充分搅拌；
（4）向NaF溶液中加入硫酸铝溶液可以得到Na3AlF6，反应的离子方程式为，氟调子水解，溶液呈碱性，离子方程式为F-+H2O?HF+OH-，溶液pH较高时，铝离子会生成Al（OH）3沉淀，
故答案为：3Na++Al3++6F-=NaAlF6↓；F-+H2O?HF+OH-；Al（OH）3；
（5）97.5kg含CaF2 80%萤石中氟元素的物质的量为$\frac{97.5×1000×80%}{78}×2$mol=2000mol，根据氟元素守恒可知，理论上可生产Na3AlF6的质量为210×2000×$\frac{1}{6}$g=70kg，
故答案为：70．

点评 本题考查了Na3AlF6的制备，涉及物质的分离与提纯、离子反应方程式的书写、化学计算，理解原理以及熟练综合应用元素化合物知识是解答关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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9．用NA表示阿伏加德罗常数，下列说法中，正确的是（　　）
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B．标准状况下，22.4L苯中含有NA个水分子化学反应中
C．0.5mol金属镁变成镁离子时失去电子的数目为NA
D．标准状况下，22.4L氦气所含的原子数为2NA
10．下列反应属于取代反应的是（　　）
A．CH4$\stackrel{高温}{→}$C+2H2B．2HI+Cl2═2HCl+I2
C．CH4+2O2$\stackrel{点燃}{→}$CO2+2H2OD．CH2Cl+Cl2$\stackrel{光}{→}$CH2Cl2+HCl
15．ClO2气体是一种常用的消毒剂，近几年我国用ClO2代替氯气对饮用水进行消毒．
（1）消毒水时，ClO2还可将水中的Fe2+、Mn2+等转化成Fe（OH）3和MnO2等难溶物除去，由此说明ClO2具有氧化性．
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（3）自来水厂用ClO2处理后的水中，要求ClO2的浓度在0.1～0.8mg•L-1之间．碘量法可以检测水中ClO2的浓度，步骤如下：
Ⅰ．取一定体积的水样，加入一定量的碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液，溶液变蓝．
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Ⅲ．加硫酸调节水样pH至1～3．
操作时，不同pH环境中粒子种类如图所示：
请回答：
①操作Ⅰ中反应的离子方程式是2ClO2+2I-═2ClO2-+I2．
②确定操作Ⅱ完全反应的现象是蓝色消失，半分钟内不变色．
③在操作Ⅲ过程中，溶液又呈蓝色，反应的离子方程式是ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O．
④若水样的体积为1.0L，在操作Ⅱ时消耗了1.0×10-3 mol•L-1的Na2S2O3溶液10mL，则水样中ClO2的浓度是0.675mg•L-1．
2．已知As、Br位于同一周期．下列关系中正确的是（　　）
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C．还原性：As3-＞S2-＞C1-D．酸性：H3AsO4＞H2SO4＞H3PO4
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19．如图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯的装置，请根据装置回答问题：

（1）在装置A和装置B中都用到玻璃棒，装置B中玻璃棒的作用是搅拌，防止蒸发皿内溶液因局部过热而溅出．
（2）装置C中冷却水的方向是下进上出．装置D在分液时为使液体顺利滴下，应进行的具体操作是打开分液漏斗上端的玻璃塞，并使凹槽对准小孔．
（3）从碘水中分离出I2，选择装置D．
16．用CR2O32锂锰电池作电源分别电解以下三种溶液，假如电路中转移了0.4mol e-，且电解池的电极均为惰性电极
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17．20世纪以来，随着科学技术的迅猛发展，人类创造了空前丰富的物质财富．与此同时，污染物的大量排放，导致环境不断恶化．下列有关环境问题都是由化学物质引起的，在下列组合中对应的化合物不正确的是（　　）
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C．酸雨：二氧化硫D．臭氧层破坏：氟氯烃

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