Question

【題目】（14分）氟化鈣為無色結晶體或白色粉末，難溶于水，主要用于冶金、化工、建材三大行業，目前我國利用氟硅酸（H2SiF6）生產氟化鈣有多種方案，氨法碳酸鈣法是制備氟化鈣的常見方案，其工藝流程如圖所示。請回答下列問題：

（1）螢石含有較多的氟化鈣，在煉鋼過程中，要加入少量的螢石，推測螢石的主要作用是________（填字母）。

A．還原劑 B．助熔劑 C．升溫劑 D．增碳劑

（2）請寫出氨化釜中反應的化學方程式：_______________________________。

（3）反應釜中產生兩種氣體，溶于水后一種顯酸性，一種顯堿性，請寫出反應釜中反應的離子方程式：__________________________________。

（4）從經濟效益和環境效益上分析，本工藝為了節約資源，經過必要的處理可循環利用的物質是________。

（5）本工藝用CaCO3作原料的優點為___________________________________（任寫兩條）；查文獻可知3Ca(OH)2+H2SiF63CaF2+SiO2+4H2O，請敘述此方法制備CaF2的最大難點是______________。

（6）以1 t 18%氟硅酸為原料，利用上述氨法碳酸鈣法制備CaF2，最后洗滌、干燥、稱量得到0.25 t 純凈的CaF2，請計算CaF2的產率為__________%（保留整數）。

Answer 1

【答案】B（1分） 6NH3+H2SiF6+2H2O6NH4F+SiO2↓（3分） CaCO3+2+2FCaF2+CO2↑+2NH3↑+H2O（3分） 氨氣（或氨水、液氨等，合理即可）（1分） 資源豐富；價格便宜等（2分） CaF2與SiO2的分離（1分） 85（3分）

【解析】

（1）在煉鋼過程中，要加入少量的螢石，可以聯想鋁熱反應實驗中加入少量冰晶石的作用，應該是起到助熔的作用，故選B。

（2）根據流程圖可知進入氨化釜的是氟硅酸和液氨以及循環的濃氨，反應后從氨化釜出來的是二氧化硅和氟化銨溶液，可寫出方程式為6NH3+H2SiF6+2H2O6NH4F+SiO2↓。

（3）反應釜中產生兩種氣體，溶于水后一種顯酸性，一種顯堿性，根據反應物為碳酸鈣和氟化銨溶液，生成物含氟化鈣和氨水，可判斷氣體為CO2和NH3，離子方程式為CaCO3+2+2FCaF2+CO2↑+2NH3↑+H2O。

（4）根據流程圖可知能循環利用的物質是氨氣（氨水或液氨）。

（5）碳酸鈣具有資源豐富，價格便宜，容易得到等優點；因為CaF2與SiO2都是固體，且均不溶于水，因此它們的分離是最大的難點。

（6）設 CaF2的理論產量為x t

H2SiF6 ~ 3CaF2

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x=0.2925，產率=×100%≈85%。