Question

鹵素單質(zhì)及其化合物在生產(chǎn)和生活中有廣泛應(yīng)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(shí)驗(yàn)室以氟硅酸()等物質(zhì)為原料、通過(guò)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(shí)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(qǐng)回答下列有關(guān)問題：

（1）完成并配平上述流程中①、②的化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

�、�                                                                    。

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

a、過(guò)濾 b、加熱濃縮　　c、冷卻結(jié)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(guò)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(bǔ)碘。以下為某興趣小組模擬從紫菜中提取碘的過(guò)程：

已知：商品紫菜輕薄松脆，比海帶更易被焙燒成灰(此時(shí)碘轉(zhuǎn)化為碘化物無(wú)機(jī)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(yīng)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(diǎn)／℃	78.5	76.8	25～232	184.35

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

Answer 1

【知識(shí)點(diǎn)】制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、物質(zhì)除雜、反應(yīng)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(yīng)，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

　解析：（1）根據(jù)工藝流程圖知，反應(yīng)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(shí)氟化銨的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jìn)氟化銨轉(zhuǎn)化為NaF沉淀，從而得到氟化鈉，反應(yīng)的化學(xué)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(jié)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(yīng)過(guò)程中，一方面碳酸氫銨過(guò)量能促使氟硅酸全部反應(yīng)，另一方面防止在進(jìn)行反應(yīng)Ⅱ時(shí)有殘余H₂SiF₆與NaCl反應(yīng)，生成Na₂SiF₆沉淀，使所得產(chǎn)品不純；

（4）雙氧水具有強(qiáng)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(yīng)方程式為H₂O₂+2I^-+2H⁺=I₂+2H₂O；

（5）通過(guò)過(guò)濾，得到不溶的殘?jiān)�，濾液為碘單質(zhì)溶液，利用有機(jī)溶劑萃取出碘單質(zhì)，萃取劑的選取標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)，萃取劑和原來(lái)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(yīng)，不能做萃取劑，四氯化碳符合萃取劑的選取標(biāo)準(zhǔn)，所以可以用四氯化碳作萃取劑；

【思路點(diǎn)撥】本題考查了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中的有關(guān)問題，難度不大，能準(zhǔn)確獲取題目中有用的信息進(jìn)行利用是解本題的關(guān)鍵。