Question

卤素单质及其化合物在生产和生活中有广泛应用。

Ⅰ、氟化钠主要用作农作物杀菌剂、杀虫剂、木材防腐剂。实验室以氟硅酸()等物质为原料、通过下图所示的流程制取较纯净的氟化钠，并得到副产品氯化铵：

已知：20℃时氯化铵的溶解度为37.2 g，氟化钠的溶解度为4 g，Na₂SiF₆微溶于水。

请回答下列有关问题：

（1）完成并配平上述流程中①、②的化学反应方程式：

 

　②                                                                    。

（2）操作Ⅲ分为两步，其顺序是                    (填写所选序号)。

a、过滤 b、加热浓缩　　c、冷却结晶　　d、洗涤

　 操作Ⅱ是洗涤、干燥，其目的是                   ，在操作Ⅰ～V中与之相同的操作步骤是                  。

（3）流程①中NH₄HCO₃必须过量，其原因是                         。

Ⅱ、紫菜与海带类似，是一种富含生物碘的海洋植物，可用于食用补碘。以下为某兴趣小组模拟从紫菜中提取碘的过程：

已知：商品紫菜轻薄松脆，比海带更易被焙烧成灰(此时碘转化为碘化物无机盐)。

（4）将焙烧所得的紫菜灰与足量的双氧水和稀硫酸作用，写出反应的离子方程式：           　　　　　　　。

（5）操作①中涉及两步操作，名称是             ，所用的主要玻璃仪器为           ，所用试剂A最好选用表格中的             (填试剂名称)。

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

（6）将下列装置图中缺少的必要仪器补画出来，以最终将单质碘与试剂A分离：

Answer 1

【知识点】制备实验方案设计、物质除杂、反应方程式书写

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

　　　　NH₄F+NaCl ₌₌₌NaF↓+NH₄Cl（1分）

（2）bc（1分）　　除去氟化钠表面的氯化铵等可溶性杂质（1分）　　　V（1分）

（3）使氟硅酸完全反应，避免析出Na₂SiFe而混入杂质（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）根据工艺流程图知，反应物是氟硅酸、碳酸氢铵和水，生成物是二氧化碳和硅酸，根据元素守恒知，生成物中含有氟化铵，所以方程式为H₂SiFe+6NH₄HCO_{3 ===}6NH₄F+H₂SiO₃↓+6CO₂↑+3H₂O； 根据物质在水中的溶解度知，20℃时氟化铵的溶解度远远大于氟化钠，所以在滤液中加入NaCl的目的是：增加Na⁺浓度，促进氟化铵转化为NaF沉淀，从而得到氟化钠，反应的化学方程式为：NH₄F+NaCl═NaF↓+NH₄Cl；

（2）从溶液中获取固体的方法是：蒸发浓缩，析出大量固体后冷却结晶；操作Ⅱ是洗涤、干燥，其目的是除去氟化钠表面的氯化铵等可溶性杂质；操作V也是相同步骤；

（3）反应过程中，一方面碳酸氢铵过量能促使氟硅酸全部反应，另一方面防止在进行反应Ⅱ时有残余H₂SiF₆与NaCl反应，生成Na₂SiF₆沉淀，使所得产品不纯；

（4）双氧水具有强氧化性，酸性条件下，双氧水氧化碘离子生成碘单质，自身被还原生成水，反应方程式为H₂O₂+2I^-+2H⁺=I₂+2H₂O；

（5）通过过滤，得到不溶的残渣，滤液为碘单质溶液，利用有机溶剂萃取出碘单质，萃取剂的选取标准是：溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度，溶质和萃取剂不反应，萃取剂和原来溶剂不能互溶，题干中提供的四中物质，乙醇和水能互溶，不能做萃取剂，裂化汽油含有不饱和碳碳双键能与碘发生加成反应，不能做萃取剂，四氯化碳符合萃取剂的选取标准，所以可以用四氯化碳作萃取剂；

【思路点拨】本题考查了实验方案设计中的有关问题，难度不大，能准确获取题目中有用的信息进行利用是解本题的关键。