Question

氟化鈉是一種重要的氟鹽，主要用作農(nóng)業(yè)殺菌劑、殺蟲劑、木材防腐劑。實(shí)驗(yàn)室可通過(guò)下圖所示的流程以氟硅酸（H₂SiF₆）等物質(zhì)為原料制取氟化鈉，并得到副產(chǎn)品氯化銨：

有關(guān)物質(zhì)在水中溶解度分別為：
NH₄Cl：10℃時(shí)33.3g、20℃時(shí)37.2g、30℃時(shí)41.4g；
NaF：20℃時(shí)4g；Na₂SiF₆：微溶。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）指出副產(chǎn)品的用途：               ；（任填一種即可）
（2）操作Ⅰ需要用到的玻璃儀器除玻璃棒、漏斗外，還有         ___ ；
（3）操作II的名稱是                  ；
（4）操作Ⅲ的具體過(guò)程是                  、                   ；
（5）上述流程中發(fā)生兩步化學(xué)反應(yīng)，請(qǐng)分別寫出其化學(xué)方程式：
第一步：                                                       ；
第二步：                                                       ；
（6）流程中NH₄HCO₃必須過(guò)量，其原因是                              ；

Answer 1

（11分）
（1）作肥料  (1分)
（2）燒杯   (1分)
（3）重結(jié)晶  (1分)
（4）蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶  (各1分)
（5）6NH₄HCO₃ + H₂SiF₆ ="=" 6NH₄F + H₂SiO₃↓ + 6CO₂↑+ 3H₂O
NH₄F + NaCl ="=" NaF↓ + NH₄Cl       (各2分)
（6）保證H₂SiF₆反應(yīng)徹底，否則在析出NaF時(shí)，會(huì)混入較多Na₂SiF₆雜質(zhì)（2分）

解析試題分析：（2）操作Ⅰ是過(guò)濾操作，用到的玻璃儀器包括燒杯、玻璃棒、漏斗，故答案為：燒杯；（3）操作Ⅱ是將粗NaF洗滌除去其表面的雜質(zhì)，以得到純凈的NaF，其過(guò)程為重結(jié)晶。（4）操作Ⅲ是將濾液中的溶質(zhì)進(jìn)一步提取，故操作是加熱蒸發(fā)溶劑，析出大量固體后冷卻，故答案為：除去NaF、NH₄Cl 表面的雜質(zhì)；蒸發(fā)濃縮溶液，析出多量固體后冷卻；
（5）第一步反應(yīng)的方程式，反應(yīng)物有H₂SiF₆、和NH₄HCO₃，生成物有H₂SiO₃、CO₂，根據(jù)質(zhì)量守恒還應(yīng)有NH₄F，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為H₂SiF₆+6NH₄HCO₃=6NH₄F+H₂SiO₃↓+6CO₂↑+3H₂O，第二步反應(yīng)是將第一步生成的NH₄F轉(zhuǎn)化為NaF，加入的反應(yīng)物為NaCl，利用了物質(zhì)在溶液中溶解度越小則優(yōu)先析出的特性，所以NaF比NaCl的溶解性小，反應(yīng)的化學(xué)方程式為
NH₄F+NaCl=NH₄Cl+NaF↓，
故答案為：H₂SiF₆+6NH₄HCO₃=6NH₄F+H₂SiO₃↓+6CO₂↑+3H₂O；NH₄F+NaCl=NH₄Cl+NaF↓；（6）流程中NH₄HCO₃必須過(guò)量，是指第一步操作中必須保證H₂SiF₆能全部反應(yīng)，以防止生成Na₂SiF₆沉淀，影響制取物質(zhì)的純度，
故答案為：保證H₂SiF₆能全部反應(yīng)；防止在加入NaCl后H₂SiF₆與NaCl反應(yīng)生成Na₂SiF₆沉淀混入NaF中影響NaF純度。
考點(diǎn)：難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)氯、溴、碘及其化合物的綜合應(yīng)用制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)
點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，題目難度角度，注意把握制備流程的反應(yīng)原理，根據(jù)題中信息解答，本題易錯(cuò)點(diǎn)為相關(guān)化學(xué)方程式的書寫，注意從質(zhì)量守恒的角度思考。