Question

4．工業(yè)上利用H₂SiF₆溶液制備BaF₂，同時(shí)可得到副產(chǎn)品SiO₂，其工藝如下：

已知：焙燒過(guò)程的反應(yīng)為（NH₄）₂SiF₆+BaCO₃ $\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$BaSiF₆+2NH₃↑+CO₂↑+H₂O↑
（1）焙燒的氣體產(chǎn)物能恰好完全反應(yīng)生成物質(zhì)A，則A的化學(xué)式為（NH₄）₂CO₃．
（2）氨解反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且反應(yīng)能進(jìn)行完全．該反應(yīng)需降溫冷卻的原因?yàn)椋∟H₄）₂CO₃受熱易分解、減�。∟H₄）₂SiF₆晶體的溶解度．
（3）熱解的另一產(chǎn)物是含兩種元素的氣體，該氣體水解的化學(xué)方程式是3SiF₄+2H₂O=2H₂SiF₆+SiO₂．
（4）SiO₂可用于制作光導(dǎo)纖維，該物質(zhì)在信息傳輸中具有重要應(yīng)用．
（5）為保持該過(guò)程的持續(xù)循環(huán)，每生成1mol BaF₂，理論上需補(bǔ)充原料H₂SiF₆$\frac{1}{3}$mol．

Answer 1

分析 利用H₂SiF₆溶液制備BaF₂的流程為：H₂SiF₆溶液中加入碳酸銨進(jìn)行氨解生成二氧化碳和（NH₄）₂SiF₆晶體，由于（NH₄）₂CO₃受熱易分解同時(shí)也為了 減�。∟H₄）₂SiF₆晶體的溶解度，氨解需降溫冷卻，過(guò)濾后將（NH₄）₂SiF₆晶體與碳酸鋇混合進(jìn)行焙燒，生成BaSiF₆和NH₃、CO₂、H₂O，生成的NH₃、CO₂、H₂O能恰好完全反應(yīng)生成物質(zhì)A，則A為碳酸銨，可進(jìn)行循環(huán)利用，進(jìn)行熱解生成BaF₂和另一產(chǎn)物是含兩種元素的氣體應(yīng)為SiF₄，水解可得H₂SiF₆和SiO₂，H₂SiF₆可循環(huán)利用，據(jù)此答題；

解答 解：利用H₂SiF₆溶液制備BaF₂的流程為：H₂SiF₆溶液中加入碳酸銨進(jìn)行氨解生成二氧化碳和（NH₄）₂SiF₆晶體，由于（NH₄）₂CO₃受熱易分解同時(shí)也為了 減小（NH₄）₂SiF₆晶體的溶解度，氨解需降溫冷卻，過(guò)濾后將（NH₄）₂SiF₆晶體與碳酸鋇混合進(jìn)行焙燒，生成BaSiF₆和NH₃、CO₂、H₂O，生成的NH₃、CO₂、H₂O能恰好完全反應(yīng)生成物質(zhì)A，則A為碳酸銨，可進(jìn)行循環(huán)利用，進(jìn)行熱解生成BaF₂和另一產(chǎn)物是含兩種元素的氣體應(yīng)為SiF₄，水解可得H₂SiF₆和SiO₂，H₂SiF₆可循環(huán)利用，
（1）根據(jù)上面的分析可知，A的化學(xué)式為（NH₄）₂CO₃，
故答案為：（NH₄）₂CO₃；
（2）根據(jù)上面的分析可知，氨解反應(yīng)需降溫冷卻的原因?yàn)椋∟H₄）₂CO₃受熱易分解、減�。∟H₄）₂SiF₆晶體的溶解度，
故答案為：（NH₄）₂CO₃受熱易分解、減小（NH₄）₂SiF₆晶體的溶解度；
（3）熱解的另一產(chǎn)物是含兩種元素的氣體為SiF₄，SiF₄水解的化學(xué)方程式是 3SiF₄+2H₂O=2H₂SiF₆+SiO₂，
故答案為：3SiF₄+2H₂O=2H₂SiF₆+SiO₂；
（4）SiO₂可用于制作光導(dǎo)纖維，
故答案為：光導(dǎo)纖維；
（5）根據(jù)方程式H₂SiF₆+（NH₄）₂CO₃=（NH₄）₂SiF₆+CO₂+H₂O、（NH₄）₂SiF₆+BaCO₃ $\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$BaSiF₆+2NH₃↑+CO₂↑+H₂O↑、BaSiF₆+H₂O=SiF₄+BaF₂、3SiF₄+2H₂O=2H₂SiF₆+SiO₂可知，每1molH₂SiF₆參加反應(yīng)可生成1mol BaF₂同時(shí)又得到$\frac{2}{3}$mol的H₂SiF₆，所以為保持該過(guò)程的持續(xù)循環(huán)，理論上需補(bǔ)充原料H₂SiF₆ $\frac{1}{3}$mol，
故答案為：$\frac{1}{3}$．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了化學(xué)與工業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)知識(shí)、閱讀題目與工藝流程獲取信息能力、物質(zhì)的分離提純、對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的理解、根據(jù)計(jì)算書寫方程式等，難度中等，理解工藝流程是解題關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用信息分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．