Question

（2009?肇慶二模）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)在水中溶解度見下表．請回答下列問題：

溫度	10℃	20℃	30℃	溶解度：20℃NaF-4g；0℃NH4F-100g； 常溫Na2SiF6-微溶于水
NH4Cl溶解度	33.3g	37.2g	41.4g

（1）操作Ⅰ需要用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、

漏斗

．
（2）上述流程中發(fā)生兩步化學(xué)反應(yīng)，第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

H₂SiF₆+6NH₄HCO₃=6NH₄F+H₂SiO₃↓+6CO₂↑+3H₂O

，第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式為

NH₄F+NaCl=NH₄Cl+NaF↓

．
（3）操作II的作用是

除去NaF、NH₄Cl表面的雜質(zhì)

；操作Ⅲ的具體過程是

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，其原因是

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

．
（5）NaF可用于生產(chǎn)含氟牙膏，使用含氟牙膏可以預(yù)防齲齒．請說明含有NaF的牙膏如何將羥基磷酸鈣[Ca₅（PO₄）₃（OH）]轉(zhuǎn)化為更難溶的氟磷酸鈣[Ca₅（PO₄）₃F]

羥基磷酸鈣在水中存在溶解平衡：Ca₅（PO₄）₃（OH）?5Ca²⁺+3PO₄^3-+OH^-，當(dāng)F^-與Ca²⁺、PO₄^3-結(jié)合生成了更難溶于水的Ca₅（PO₄）₃F，使上述平衡中Ca²⁺和PO₄^3-減少而向右移動(dòng)，繼續(xù)生成更多的Ca₅（PO₄）₃F，難溶物發(fā)生了轉(zhuǎn)化

．

Answer 1

分析：本題主要考查了化學(xué)與工業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)知識(shí)．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：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；
（5）從沉淀平衡移動(dòng)的角度分析，Ca₅（PO₄）₃F的溶解度小于Ca₅（PO₄）₃（OH），羥基磷酸鈣在水中存在溶解平衡：
Ca₅（PO₄）₃（OH）?5Ca²⁺+3PO₄^3-+OH^-，當(dāng)F^-與Ca²⁺、PO₄^3-結(jié)合生成了更難溶于水的Ca₅（PO₄）₃F，使沉淀平衡向右移動(dòng)，屬于沉淀的轉(zhuǎn)化問題．
故答案為：羥基磷酸鈣在水中存在溶解平衡：Ca₅（PO₄）₃（OH）?5Ca²⁺+3PO₄^3-+OH^-，當(dāng)F^-與Ca²⁺、PO₄^3-結(jié)合生成了更難溶于水的Ca₅（PO₄）₃F，使上述平衡中Ca²⁺和PO₄^3-減少而向右移動(dòng)，繼續(xù)生成更多的Ca₅（PO₄）₃F，難溶物發(fā)生了轉(zhuǎn)化．

點(diǎn)評：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．