Question

（13分）冰晶石是一种矿物，主要成分为六氟合铝酸钠（Na₃AlF₆），微溶于水，熔融的冰晶石能溶解氧化铝，在电解铝工业作助熔剂，制造乳白色玻璃和搪瓷的遮光剂。工业上生产Na₃AlF₆的主要流程如下：

试结合生产流程回答下列问题：

（1）浸取后的“残渣”中一定含有的成分是________，硫酸铝与NaF（aq）反应的离子方程式为____；

（2）为提高NaF的浸出率，煅烧后的固体在浸取前应采取的措施为                        ，为得到纯净的Na₃AlF₆产品，操作a包括的主要操作步骤为       →        →        ；

（3）在按化学计量加入硫酸铝溶液前，需先用硫酸将NaF（aq）的pH下调至5左右，请解释其原因是                                      ；

（4）78kg含CaF₂80％的氟石（杂质不含氟元素）理论上可生产Na₃AlF₆______kg（设生产过程中的每一步含氟物质均完全转化）；

（5）碳酸化法也是工业制取Na₃AlF₆的一种方法:在偏铝酸钠及氟化钠溶液中，通入足量二氧化碳即可,请写出该反应的化学方程式____________ _。

Answer

（1）CaSiO3 （1分） 3Na++6F-+Al3+＝Na3AlF6↓ （2分）

（2）粉碎（1分） 过滤、洗涤、干燥 （3分）

（3）F-和Al3+发生水解相互促进的反应而生成Al(OH)3沉淀 （2分） （4）56（2分）

（5）NaAlO2 + 6NaF + 4CO2 + 2H2O＝Na3AlF6↓ + 4NaHCO3 （2分）

【解析】

试题分析：（1）在煅烧过程中一定有硅酸钙产生，而硅酸钙不溶于水，则浸取后的“残渣”中一定含有的成分是CaSiO3；硫酸铝与NaF（aq）反应生成冰晶石的离子方程式为3Na++6F-+Al3+＝Na3AlF6↓；

（2）增大反应物的接触面积可加快反应速率，则为提高NaF的浸出率，煅烧后的固体在浸取前应采取的措施为粉碎；冰晶石微溶于水，则为得到纯净的Na3AlF6产品，操作a包括的主要操作步骤为过滤、洗涤、干燥；

（3）由于在溶液中F-和Al3+发生水解相互促进的反应而生成Al(OH)3沉淀，所以在按化学计量加入硫酸铝溶液前，需先用硫酸将NaF（aq）的pH下调至5左右；

（4）根据原子守恒可知78kg含CaF280％的氟石（杂质不含氟元素）理论上可生产Na3AlF6的质量＝______kg（设生产过程中的每一步含氟物质均完全转化）；

（5）CO2过量，则另一种生成物是碳酸氢钠，因此反应的化学方程式为NaAlO2 + 6NaF + 4CO2 + 2H2O＝Na3AlF6↓ + 4NaHCO3。

考点：考查物质制备工艺流程图的分析与判断