Question

【題目】冰晶石又名六氟鋁酸鈉(Na3A1F6)白色固體，微溶于水，常用作電解鋁工業的助熔劑。工業上用螢石(主要成分是CaF2)、濃硫酸、氫氧化鋁和碳酸鈉溶液通過濕法制備冰晶石，某化學實驗小組模擬工業上制取Na2AlF6的裝置圖如下(該裝置均由聚四氟乙烯儀器組裝而成)。

已知：CaF2+H2SO4CaSO4+2HF↑

(1)實驗儀器不能使用玻璃儀器的原因是_____________(用化學方程式表示)。

(2)裝置III的作用為______________________。

(3)在實驗過程中，裝置II中有CO2氣體逸出，同時觀察到有白色固體析出，請寫出該反應的離子反應方程式：__________________。

(4)在實驗過程中，先向裝置II中通入HF氣體，然后再滴加Na2CO3溶液，而不是先將Na2CO3和A1(OH)3混合后再通入HF氣體，其原因是_______________。 .

(5)裝置II反應后的混合液經過過濾可得到Na3A1F6晶體，在過濾操作中確定沉淀已經洗滌干凈的方法是_____________________。

(6)在電解制鋁的工業生產中，陽極的電極反應式為_____________。

(7)螢石中含有少量的Fe2O3雜質，可用于裝置I反應后的溶液來測定氟化鈣的含量。具體操作如下：取8.0 g螢石加入裝置I中，完全反應后，將混合液加稀釋，然后加入足量的KI固體，再以淀粉為指示劑，用0.1000 mol·L-1 Na2S2O3標準溶液滴定，當出現_________現象時，到達滴定終點，消耗Na2S2O3標準溶液40.00mL，則螢石中氟化鈣的百分含量為______________。(已知:I2+2S2O32-==S4O62-+2I-)

Answer 1

【答案】 4HF + SiO2==SiF4+2H2O 作為安全瓶，防止倒吸 2Al(OH)2 + 12HF+6Na++3CO32-==2Na3AlF4↓+3CO2↑+9H2O 碳酸鈉溶液呈堿性，Na2CO3會首先與HF反應，不利于Al(OH)3的溶解 取最后一次洗滌液少許于試管中，向其中滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，說明沉淀已洗滌干凈 2O2--4e-==O2↑ 溶液藍色褪去，且半分鐘內不恢復 96%

【解析】本題分析：本題主要考查對于制取Na2AlF6實驗的評價。

(1)氫氟酸與玻璃成分二氧化硅反應而腐蝕玻璃：4HF + SiO2==SiF4+2H2O。

(2)裝置III的作用是防止倒吸。

(3)該白色固體是微溶于水的六氟鋁酸鈉，該反應的離子反應方程式：2Al(OH)2 + 12HF+6Na++3CO32-==2Na3AlF4↓+3CO2↑+9H2O。

(4)其原因是Na2CO3會首先與HF反應，不利于Al(OH)3的溶解。

(5)沉淀吸附Na+、CO32-等離子，可以檢驗CO32-，在過濾操作中確定沉淀已經洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液少許于試管中，向其中滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，說明沉淀已洗滌干凈。

(6)在電解制鋁的工業生產中，陽極的電極反應式為2O2--4e-==O2↑。

(7) Fe2O3溶解產生的Fe3+將KI氧化為I2，I2遇淀粉變藍，當出現溶液藍色褪去，且半分鐘內不恢復現象時，到達滴定終點。Fe2O3～2Fe3+～I2～2S2O32-，n(Fe2O3)= 0.5n(Na2S2O3)=0.50.1000 mol/L×0.040L=0.0040mol，m(Fe2O3)= 0.0020mol×160g/mol=0.32g，則螢石中氟化鈣的百分含量為1-0.32/8.0=96%。