Question

用湿法制磷酸副产品氟硅酸（H₂SiF₆ ）生产无水氟化氢的工艺如下图所示：

已知：氟硅酸钾（K₂SiF₆）微酸性，有吸湿性，微溶于水，不溶于醇。在热水中水解成氟化钾、氟化氢及硅酸。

（1）写出反应器中的化学方程式：

（2）在实验室过滤操作中所用的玻璃仪器有：                           ；

在洗涤氟硅酸钾（K₂SiF₆）时常用酒精洗涤，其目的是：                    ；

（3）该流程中哪些物质可以循环使用：                          (用化学式表达)

（4）氟化氢可以腐蚀刻画玻璃，在刻蚀玻璃过程中也会生成H₂SiF₆ ，试写出该反应方程式：        ；

（5）为了测定无水氟化氢的纯度，取标况下的气体产物2.24L，测得质量为3.1g，并将气体通入含足量的Ca(OH)₂ 溶液中，得到5.85gCaF₂沉淀，则无水氢氟酸质量分数为：        。（保留2位有效数字）通过计算结果，试解释，为什么标况下2.24L产物的质量远远大于2.0g，                。

Answer

（14分）

（1）H2SiF6+ K2SO4=H2SO4+K2SiF6 ↓；（2分）

（2）烧杯、漏斗、玻璃棒(3分)氟硅酸钾不溶于酒精，减少用水洗涤溶解氟硅酸钾损失(1分)

（3）H2SO4、K2SO4 （2分）

（4）6HF+SiO2= H2SiF6 +2H2O （2分）

（5）97% （3分）HF分子间形成氢键，部分缔合成双聚体（1分）

【解析】

试题分析：（1）根据题意知，氟硅酸与硫酸钾反应后得到硫酸和氟硅酸钾，所以方程式为：H2SiF6+ K2SO4=H2SO4+K2SiF6 ↓；（2）过滤实验用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。因为氟硅酸钾微溶于水，不溶于醇，减少用水洗涤溶解氟硅酸钾损失。（3）通过流程可看出硫酸有进有出，可以循环使用，硫酸钾也可以循环使用。（4）氟化氢和二氧化硅反应生成了氟硅酸和水，方程式为：6HF+SiO2= H2SiF6 +2H2O 。（5）氟化钙的物质的量为5.8578=0.075摩尔，所以吸收的氟化氢的物质的量为0.15摩尔，氟化氢的质量为3克，质量分数=3/3.1=97% ；因为HF分子间形成氢键，部分缔合成双聚体，所以0.1摩尔物质的质量会远远大于2.0克。

考点：实验方案的设计。