Question

氟化鈉是一種用于農(nóng)作物殺菌、殺蟲(chóng)劑和木材的防腐劑．實(shí)驗(yàn)室可通過(guò)下圖所示的流程以氟硅酸（H₂SiF₆）等物質(zhì)為原料制取氟化鈉，并得到副產(chǎn)品氯化銨；

已知：20℃時(shí)氯化銨的溶解度為37.2g，氟化鈉的溶解度為2g，Na₂SiF₆微溶于水：
（1）流程①中H₂SiF₆和NH₄HCO₃反應(yīng)得到的NH₄F與H₂SiO₃組成渾濁液，請(qǐng)寫(xiě)出流程②中相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：②

 

；能夠發(fā)生上述反應(yīng)的原因：

 

．
（2）操作Ⅰ和Ⅳ是相同的，請(qǐng)指出其名稱

 

；
（3）操作Ⅱ中洗滌沉淀的過(guò)程是將漏斗中母液全部濾出后，

 

；
（4）流程①中NH₄HCO₃必須過(guò)量，其原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)物和生成物確定反應(yīng)方程式；室溫時(shí)，氟化鈉的溶解度較低，把氯化鈉轉(zhuǎn)化為氟化鈉．
（2）從粗產(chǎn)品制取純產(chǎn)品，操作Ⅰ和Ⅳ是相同的要進(jìn)行洗滌；
（3）洗滌沉淀的實(shí)驗(yàn)基本操作分析回答；
（4）促進(jìn)另一種物質(zhì)的反應(yīng)且不生成Na₂SiF₆雜質(zhì)．

解答： 解：（1）根據(jù)工藝流程圖知，反應(yīng)物是氟硅酸、碳酸氫銨和水，生成物是二氧化碳和硅酸，根據(jù)元素守恒知，生成物中含有氟化銨，所以方程式為H₂SiF₆+6NH₄HCO₃+H₂O=6NH₄F+H₂SiO₃↓+6CO₂↑； 根據(jù)物質(zhì)在水中的溶解度知，20℃時(shí)氟化銨的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氟化鈉，所以在濾液中加入NaCl的目的是：增加Na⁺濃度，促進(jìn)氟化銨轉(zhuǎn)化為NaF沉淀，從而得到氟化鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NH₄F+NaCl═NaF↓+NH₄Cl，
故答案為：NH₄F+NaCl═NaF↓+NH₄Cl；NaF 的溶解度比NH₄F的溶解度小得多；
（2）依據(jù)流程分析可知，從粗產(chǎn)品制取純產(chǎn)品，操作Ⅰ和Ⅳ是分離混合物得到固體和溶液的操作，所以操作Ⅰ和Ⅳ相同都是要進(jìn)行洗滌，
故答案為：過(guò)濾；
（3）氟化鈉、氯化銨表面含有雜質(zhì)，用蒸餾水洗滌氟化鈉和氯化銨，以除去其表面雜質(zhì)，具體操作步驟為：在濾紙上加蒸餾水至恰好浸沒(méi)晶體，靜置讓其濾出，重復(fù)操作2-3次，以除去晶體表面的雜質(zhì)，
故答案為：在濾紙上加蒸餾水至恰好浸沒(méi)晶體，靜置讓其濾出，重復(fù)操作2-3次，以除去晶體表面的雜質(zhì)；
（4）反應(yīng)過(guò)程中，一方面碳酸氫銨過(guò)量能促使氟硅酸全部反應(yīng)，另一方面防止在進(jìn)行反應(yīng)Ⅱ時(shí)有殘余H₂SiF₆與NaCl反應(yīng)，生成Na₂SiF₆沉淀，使所得產(chǎn)品不純，
故答案為：必須保證①中H₂SiF₆能全部反應(yīng)，防止導(dǎo)致②中生成Na₂SiF₆沉淀．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中的有關(guān)問(wèn)題，難度不大，能準(zhǔn)確獲取題目中有用的信息進(jìn)行利用是解本題的關(guān)鍵．