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、木材防腐劑和生產(chǎn)含氟牙膏等．實(shí)驗(yàn)室可通過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（g/100gH₂O）如下：

溫度	10℃	20℃	30℃	溶解度：20℃NaF-40℃NH4F-100； 常溫Na2SiF6微溶于水
NH4Cl溶解度	33.3	37.2	41.4

請(qǐng)回答下列問題：
（1）操作Ⅰ需要用到的玻璃儀器有：

 

．
（2）寫出上述流程前兩步中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

，

 

．
（3）操作Ⅱ洗滌固體的作用是：

 

，操作Ⅲ的具體過程是：

 

．
（4）流程中NH₄HCO₃必須過量，其原因是：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：第一步反應(yīng)的方程式，根據(jù)已知反應(yīng)物和生成物，可推知其余生成物，配平即得反應(yīng)方程式．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�。�操作Ⅰ是過濾操作，用到的玻璃儀器包括燒杯、玻璃棒、漏斗；操作Ⅱ是將粗NaF洗滌除去其表面的雜質(zhì)．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；流程中NH₄HCO₃必須過量，是指第一步操作中必須保證H₂SiF₆能全部反應(yīng)，以防止生成影響制取物質(zhì)的純度．

解答： 解：（1）操作Ⅰ是過濾操作，用到的玻璃儀器包括燒杯、玻璃棒、漏斗，故答案為：燒杯、玻璃棒、漏斗；
（2）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↓；
（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，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；
（4））流程中NH₄HCO₃必須過量，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；

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，主要考查了化學(xué)與工業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)知識(shí)，題目難度中等，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．