题目内容

【题目】使用磷肥副产物氟硅酸钠(Na2SiF6)为原料合成冰晶石(Na3AlF6)成为一条合理利用资源、提高经济效益的新方法。工艺流程如下图所示：

（1）传统合成冰晶石的方法是萤石(CaF2)法：使用萤石、石英和纯碱在高温下煅烧生成NaF，在NaF溶液中加入Al2(SO4)3溶液制得。在加入硫酸铝溶液前，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____(填物质的化学式)，但酸度不宜过强的原因是____。

（2）氨解时白炭黑产率和冰晶石纯度与pH的关系如图，氨解时需要控制溶液的pH＝____；能提高氨解速率的措施有____(填字母)。

A．快速搅拌

B．加热混合液至100℃

C．减小氨水浓度

（3）工艺流程中氨解反应的化学方程式为____；冰晶石合成反应的离子方程式为______。

（4）为了提高原料利用率，减少环境污染，可采取的措施是___。

【答案】Al(OH)3 H＋和F－结合生成弱酸HF，使F－浓度减低不易生成Na3AlF6 8.5 A Na2SiF6＋4NH3·H2O=2NaF＋4NH4F＋SiO2↓＋2H2O 3Na＋＋4NH4+＋6F－＋AlO2-＋2H2O=Na3AlF6↓＋4NH3·H2O 过滤2的滤液氨水可循环利用

【解析】

根据流程图，氨水浸取氟硅酸钠时生成了二氧化硅，则同时会生成NaF、NH4F和H2O，反应的方程式可以表示为Na2SiF6+4NH3H2O═2NaF+4NH4F+ SiO2↓+2H2O，因此滤液中含有NaF、NH4F，加入NaAlO2溶液得到Na3AlF6，过滤2得到的滤液为氨气水溶液，可循环使用，据此分析解答。

(1)传统合成冰晶石的方法是萤石(CaF2)法，是使用萤石、石英和纯碱在高温下煅烧生成NaF，在NaF溶液中加入Al2(SO4)3溶液制得。NaF水解，溶液显碱性，在加入硫酸铝溶液前，需先用硫酸将NaF溶液的pH下调至5左右，防止加入硫酸铝后生成Al(OH)3沉淀；但酸度不宜过强，否则H＋和F－结合生成弱酸HF，使F－浓度减低不易生成Na3AlF6，故答案为：Al(OH)3；H＋和F－结合生成弱酸HF，使F－浓度减低不易生成Na3AlF6；

(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，白炭黑产率高；A．快速搅拌可以加快反应速率，故A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，故B错误；C．减小氨水浓度，化学反应速率减慢，故C错误；故答案为：8.5；A；

(3) 根据流程图，氨水浸取氟硅酸钠时生成了二氧化硅，则同时会生成NaF、NH4F和H2O，反应的方程式可以表示为Na2SiF6+4NH3H2O═2NaF+4NH4F+ SiO2↓+2H2O，水浴加热过程中生成冰晶石的化学方程式为：2NaF+4NH4F+NaAlO2+2H2O= Na3AlF6↓+4NH3·H2O，离子方程式为3Na＋+4NH4++6F－+AlO2-+2H2O=Na3AlF6↓+4NH3·H2O，故答案为：Na2SiF6+4NH3H2O═2NaF+4NH4F+ SiO2↓+2H2O；3Na＋+4NH4++6F－+AlO2-+2H2O=Na3AlF6↓+4NH3·H2O；

(4)根据上述分析，第二次过滤所得滤液为氨水溶液，为了提高原料利用率，减少环境污染，可循环使用氨水，故答案为：过滤2的滤液氨水可循环利用。

练习册系列答案
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