Question

氟化钠的用途非常广泛，可作杀菌剂、杀虫剂和木材防腐剂．实验室可通过下图所示的流程来制取：

请结合每小题的相关信息，回答下列有关问题：
（1）已知：饱和氟硅酸（H₂SiF₆）溶液为无色透明的发烟液体，密度为1.32g•mLˉ¹，易挥发，有刺激性气味，与等物质的量浓度的H₂SO₄酸性相当，它对玻璃、陶瓷都有较强的腐蚀性．以上实验所用仪器全部用聚酯类材料 做成，在该类材料做成的容器中混合NH₄HCO₃固体、H₂SiF₆浓溶液和H₂O时，加入试剂的顺序应是    ，加好试剂后，为了让它们充分反应，不能用    棒搅拌（填字母）．
A．玻璃          B．铁          C．聚乳酸            D．陶瓷
（2）已知在20℃时Na₂SiF₆的溶解度为2.12g，请写出1L 1mol•Lˉ¹的H₂SiF₆溶液与1L 1mol•Lˉ¹Na₂CO₃溶液混合后（假设混合液中水的质量约等于2000g）发生化学反应的离子方程式为    ．
（3）上述流程图中产生浑浊液的原因是生成了    （填字母）．
A．NH₄F     B．H₂SiO₃     C．（NH₄）₂SiF₆     D．（NH₄）₂CO₃
（4）操作1后是否需要对沉淀进行洗涤    （填“是”或“否”），选择“是”或“否”的原因是    ．
（5）溶液B中经操作    可得到副产品氯化铵；粗产品晶体经    （填操作名称）可得纯净的产品．

Answer

（1）固体溶解将水加入固体中，由题目信息可知，H2SiF6浓溶液酸性强，具有较强的腐蚀性，应最后加入，防止溅出．
H2SiF6浓溶液酸性强，对玻璃、陶瓷具有较强的腐蚀性，对聚酯类材料不发生，故不能用金属、玻璃、陶瓷棒．
（2）由H2SiF6溶液与等物质的量浓度的H2SO4酸性相当可知，H2SiF6溶液属于二元强酸溶液，与Na2CO3溶液反应生成Na2SiF6、CO2、H2O，由硅元素守恒可知生成1molNa2SiF6，质量为188g，在20℃时Na2SiF6的溶解度为2.12g，故2000g水可以溶解的质量Na2SiF6为2.12g×=42.2g，故Na2SiF6应为沉淀．
（3）结合物质的溶解性判断，铵盐都溶于水．
（4）由工艺流程转化关系可知，H2SiF6与NH4HCO3反应，生成CO2、硅酸、氟化铵等，沉淀表面有吸附的NH4F，应全部转移到溶液A中．
（5）由溶液获得晶体需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等；粗产品晶体经过重结晶可以获得纯净的产品．
（1）由题目信息可知，H2SiF6浓溶液酸性强，具有较强的腐蚀性，应最后加入，防止溅出，先加入固体NH4HCO3固体，加水溶解，再边搅拌边加入H2SiF6浓溶液；
H2SiF6浓溶液酸性强，对玻璃、陶瓷具有较强的腐蚀性，对聚酯类材料不发生，故不能用金属、玻璃、陶瓷棒搅拌，选择聚乳酸帮搅拌，即选C．
故答案为：NH4HCO3固体、H2O和H2SiF6浓溶液；C．
（2）由H2SiF6溶液与等物质的量浓度的H2SO4酸性相当可知，H2SiF6溶液属于二元强酸溶液，与Na2CO3溶液反应生成Na2SiF6、CO2、H2O，由硅元素守恒可知生成1molNa2SiF6，质量为1mol×188g/mol=188g，在20℃时Na2SiF6的溶解度为2.12g，故2000g水可以溶解的质量Na2SiF6为2.12g×=42.2g，远小于188g，故Na2SiF6应为沉淀，所以反应离子方程式为2H++SiF62-+2Na++CO32-=Na2SiF6↓+CO2↑+H2O．
故答案为：2H++SiF62-+2Na++CO32-=Na2SiF6↓+CO2↑+H2O．
（3）A．NH4F溶于水，故A不符合；
B．H2SiO3 不溶于水，故B符合；
C．（NH4）2SiF6 溶于水，故C不符合；
D．（NH4）2CO3溶于水，故D不符合．
故选：B．
（4）由工艺流程转化关系可知，H2SiF6与NH4HCO3反应，生成CO2、硅酸、氟化铵等，沉淀表面有吸附的NH4F，应洗涤沉淀，将NH4F全部转移到溶液A中，提高产品产率．
故答案为：是；使沉淀表面吸附的NH4F全部转移到溶液A中，提高产品产率．
（5）溶液B中含有NH4F，将溶液B蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等可获得NH4F晶体；
NH4F粗产品晶体经过重结晶可以获得纯净的NH4F产品．
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；重结晶．