Question

【題目】冰晶石(Na3AlF6)微溶于水，工業上用螢石(CaF2含量為96%)、二氧化硅為原料，采用氟硅酸鈉法制備冰晶石，其工藝流程如下：

(1)Na3AlF6中氟、鋁以共價鍵結合，寫出Na3AlF6中所含陽離子的電子式________________，濾渣A的主要成分是_______________________(填名稱)。

(2)為探究適合“酸浸”的條件，取4份相同樣品進行實驗，所得結果如下表所示：

實驗編號	螢石品位	硫酸的	反應溫度/℃	獲得 Na2SiF6的質量
	(CaF2含量)	質量分數
1	96%	25%	60～70	120
2	96%	35%	60～70	153
3	96%	35%	80～90	100
4	96%	40%	60～70	141

①實驗3比實驗2獲得Na2SiF6的質量低的原因可能是___________________。

②選擇“酸浸”時所采用的最適合條件為____________________________。

(3)寫出反應③的離子方程式：______________________________。

(4)“操作ⅰ”不能用硅酸鹽質設備進行分離的原因__________________________。

(5)經測定，操作ⅰ所得濾液中所含雜質中K+濃度為0.05mol·L-1，當Na+濃度降為0.01mol·L-1時，若不考慮其它離子影響和溶液體積變化，K+___________(填“是”或“否”)開始沉淀。(已知25℃時，Ksp(Na3AlF6)=4.0×10-10，Ksp(K3AlF6)=6.0·10-8)

Answer 1

【答案】 Na+ 硫酸鈣 溫度過高，HF揮發，造成獲得Na2SiF6的質量降低 35%H2SO4、60～70℃ 3Na++4NH4++6F-+AlO2-+2H2O=Na3AlF6↓+4NH3·H2O或3Na++4NH4++6F-+AlO2-=Na3AlF6↓+4NH3++2H2O 濾液中F-水解生成的HF腐蝕硅酸鹽質設備 否

【解析】（1）Na3AlF6中氟、鋁以共價鍵結合，Na3AlF6中所含陽離子為鈉離子，電子式為Na+；根據圖示，反應①是氟化鈣、二氧化硅、硫酸反應生成H2SiF4 和 A，因此濾渣為硫酸鈣；正確答案： Na+ ； 硫酸鈣。

①根據圖表信息可知，實驗3比實驗2獲得Na2SiF6的質量低的原因是溫度過高，HF揮發，造成獲得Na2SiF6的質量降低；正確答案：溫度過高，HF揮發，造成獲得Na2SiF6的質量降低。

②酸浸的目的是想得到更多的H2SiF4，根據表格，實驗2中獲得的Na2SiF6的質量最多，選擇最適宜的條件為35%H2SO4，控制反應溫度60～70℃ 之間；正確答案：35%H2SO4、60～70℃ 。

(3)根據流程圖可知，反應③中，氟化鈉、氟化銨和偏鋁酸鈉反應生成Na3AlF6和一水合氨，反應的離子方程式：3Na++4NH4++6F-+AlO2-+2H2O=Na3AlF6↓+4NH3·H2O或3Na++4NH4++6F-+AlO2-=Na3AlF6↓+4NH3+2H2O；正確答案：3Na++4NH4++6F-+AlO2-+2H2O=Na3AlF6↓+4NH3·H2O或3Na++4NH4++6F-+AlO2-=Na3AlF6↓+4NH3+2H2O。

(4)濾液中含有氟離子，能夠發生水解生成氫氟酸，氫氟酸能夠與硅酸鹽質設備反應；正確答案：濾液中F-水解生成的HF腐蝕硅酸鹽質設備。

(5)根據Ksp(Na3AlF6)=c(Na+)×c(AlF-6)= 4.0×10-10,當c(Na+)=0.01mol·L-1時，c(AlF-6)= 4.0×10-8,QC= c(K +)×c(AlF-6)= 0.05×4.0×10-8=2×10-9< Ksp(K3AlF6)=6.0×10-8,所以K+沒有開始沉淀；正確答案：否。