Question

（14分）氟化钙为无色结晶体或白色粉末，难溶于水，主要用于冶金、化工、建材三大行业，目前我国利用氟硅酸（H₂SiF₆）生产氟化钙有多种方案，氨法碳酸钙法是制备氟化钙的常见方案，其工艺流程如图所示。请回答下列问题：

（1）萤石含有较多的氟化钙，在炼钢过程中，要加入少量的萤石，推测萤石的主要作用是________（填字母）。

A．还原剂       B．助熔剂      C．升温剂      D．增碳剂

（2）请写出氨化釜中反应的化学方程式：_______________________________。

（3）反应釜中产生两种气体，溶于水后一种显酸性，一种显碱性，请写出反应釜中反应的离子方程式：__________________________________。

（4）从经济效益和环境效益上分析，本工艺为了节约资源，经过必要的处理可循环利用的物质是________。

（5）本工艺用CaCO₃作原料的优点为___________________________________（任写两条）；查文献可知3Ca(OH)₂+H₂SiF₆3CaF₂+SiO₂+4H₂O，请叙述此方法制备CaF₂的最大难点是______________。

（6）以1 t 18%氟硅酸为原料，利用上述氨法碳酸钙法制备CaF₂，最后洗涤、干燥、称量得到0.25 t 纯净的CaF₂，请计算CaF₂的产率为__________%（保留整数）。

Answer

B（1分） 6NH3+H2SiF6+2H2O6NH4F+SiO2↓（3分） CaCO3+2+2F−CaF2+CO2↑+2NH3↑+H2O（3分） 氨气（或氨水、液氨等，合理即可）（1分） 资源丰富；价格便宜等（2分） CaF2与SiO2的分离（1分） 85（3分）

【解析】

（1）在炼钢过程中，要加入少量的萤石，可以联想铝热反应实验中加入少量冰晶石的作用，应该是起到助熔的作用，故选B。

（2）根据流程图可知进入氨化釜的是氟硅酸和液氨以及循环的浓氨，反应后从氨化釜出来的是二氧化硅和氟化铵溶液，可写出方程式为6NH3+H2SiF6+2H2O6NH4F+SiO2↓。

（3）反应釜中产生两种气体，溶于水后一种显酸性，一种显碱性，根据反应物为碳酸钙和氟化铵溶液，生成物含氟化钙和氨水，可判断气体为CO2和NH3，离子方程式为CaCO3+2+2F−CaF2+CO2↑+2NH3↑+H2O。

（4）根据流程图可知能循环利用的物质是氨气（氨水或液氨）。

（5）碳酸钙具有资源丰富，价格便宜，容易得到等优点；因为CaF2与SiO2都是固体，且均不溶于水，因此它们的分离是最大的难点。

（6）设 CaF2的理论产量为x t

H2SiF6 ~ 3CaF2

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x=0.2925，产率=×100%≈85%。