Question

鹵素單質(zhì)及其化合物在生產(chǎn)和生活中有廣泛應用。

Ⅰ、氟化鈉主要用作農(nóng)作物殺菌劑、殺蟲劑、木材防腐劑。實驗室以氟硅酸()等物質(zhì)為原料、通過下圖所示的流程制取較純凈的氟化鈉，并得到副產(chǎn)品氯化銨：

已知：20℃時氯化銨的溶解度為37.2 g，氟化鈉的溶解度為4 g，Na₂SiF₆微溶于水。

請回答下列有關問題：

（1）完成并配平上述流程中①、②的化學反應方程式：

 

�、�                                                                    。

（2）操作Ⅲ分為兩步，其順序是                    (填寫所選序號)。

a、過濾 b、加熱濃縮　　c、冷卻結晶　　d、洗滌

 操作Ⅱ是洗滌、干燥，其目的是                   ，在操作Ⅰ～V中與之相同的操作步

驟是                  。

（3）流程①中NH₄HCO₃必須過量，其原因是                         。

Ⅱ、紫菜與海帶類似，是一種富含生物碘的海洋植物，可用于食用補碘。以下為某興趣小組模擬從紫菜中提取碘的過程：

　已知：商品紫菜輕薄松脆，比海帶更易被焙燒成灰(此時碘轉(zhuǎn)化為碘化物無機鹽)。

（4）將焙燒所得的紫菜灰與足量的雙氧水和稀硫酸作用，寫出反應的離子方程式：

　　　           　　　　　　　。

（5）操作①中涉及兩步操作，名稱是             ，所用的主要玻璃儀器為           ，所用試劑A最好選用表格中的             (填試劑名稱)。

	乙醇	四氯化碳	裂化汽油	碘(晶體)
密度／g、cm－3	0.7893	1.595	0.71～0.76	4.94
沸點／℃	78.5	76.8	25～232	184.35

（6）將下列裝置圖中缺少的必要儀器補畫出來，以最終將單質(zhì)碘與試劑A分離：

Answer 1

【知識點】制備實驗方案設計、物質(zhì)除雜、反應方程式書寫

【答案解析】（1）H₂SiFe+6NH₄HCO_{3 ===}6NH₄F+H₂SiO₃↓+6CO₂↑+3H₂O（1分）

　　　　NH₄F+NaCl ₌₌₌NaF↓+NH₄Cl（1分）

（2）bc（1分）　　除去氟化鈉表面的氯化銨等可溶性雜質(zhì)（1分）　　　V（1分）

（3）使氟硅酸完全反應，避免析出Na₂SiFe而混入雜質(zhì)（1分）

（4）H₂O₂+2I^－+2H⁺ I₂+2H₂O（2分）

（5）萃取、分液；分液漏斗；四氯化碳

（6）（溫度計、石棉網(wǎng)、錐形瓶各1分，共3分）

 解析：（1）根據(jù)工藝流程圖知，反應物是氟硅酸、碳酸氫銨和水，生成物是二氧化碳和硅酸，根據(jù)元素守恒知，生成物中含有氟化銨，所以方程式為H₂SiFe+6NH₄HCO_{3 ===}6NH₄F+H₂SiO₃↓+6CO₂↑+3H₂O； 根據(jù)物質(zhì)在水中的溶解度知，20℃時氟化銨的溶解度遠遠大于氟化鈉，所以在濾液中加入NaCl的目的是：增加Na⁺濃度，促進氟化銨轉(zhuǎn)化為NaF沉淀，從而得到氟化鈉，反應的化學方程式為：NH₄F+NaCl═NaF↓+NH₄Cl；

（2）從溶液中獲取固體的方法是：蒸發(fā)濃縮，析出大量固體后冷卻結晶；操作Ⅱ是洗滌、干燥，其目的是除去氟化鈉表面的氯化銨等可溶性雜質(zhì)；操作V也是相同步驟；

（3）反應過程中，一方面碳酸氫銨過量能促使氟硅酸全部反應，另一方面防止在進行反應Ⅱ時有殘余H₂SiF₆與NaCl反應，生成Na₂SiF₆沉淀，使所得產(chǎn)品不純；

（4）雙氧水具有強氧化性，酸性條件下，雙氧水氧化碘離子生成碘單質(zhì)，自身被還原生成水，反應方程式為H₂O₂+2I^-+2H⁺=I₂+2H₂O；

（5）通過過濾，得到不溶的殘渣，濾液為碘單質(zhì)溶液，利用有機溶劑萃取出碘單質(zhì)，萃取劑的選取標準是：溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度大于在原溶劑中的溶解度，溶質(zhì)和萃取劑不反應，萃取劑和原來溶劑不能互溶，題干中提供的四中物質(zhì)，乙醇和水能互溶，不能做萃取劑，裂化汽油含有不飽和碳碳雙鍵能與碘發(fā)生加成反應，不能做萃取劑，四氯化碳符合萃取劑的選取標準，所以可以用四氯化碳作萃取劑；

【思路點撥】本題考查了實驗方案設計中的有關問題，難度不大，能準確獲取題目中有用的信息進行利用是解本題的關鍵。