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【题目】冰晶石(Na3AlF6)微溶于水。冰晶石主要用作冶炼金属铝的助熔剂,也可用作农作物杀虫剂、制造乳白色玻璃和搪瓷的遮光剂等。工业上用萤石(CaF2含量为96%)、二氧化硅为原料,采用氟硅酸钠法制备冰晶石,其工艺流程如下:

(1)Na3AlF6Al的化合价为__________,滤渣A的主要成分是__________(填化学式)。

(2)为了提高浸出率,在酸浸时可采取的措施有:①适当升高温度;②搅拌;③__________

(3)根据下表数据,选择酸浸时最适合的条件为__________

实验编号

萤石品位

硫酸浓度

反应温度/℃

获得Na2SiF6的质量/g

1

96%

25%

60-70

120

2

96%

35%

60-70

153

3

96%

35%

80-90

100

4

96%

40%

60-70

141

(4)写出反应③的化学方程式__________

(5)电解熔融Al2O3冶炼铝,化学方程式为,下图表示一定质量的Al2O3Na3AlF6固体混合物受热过程中,某变量y随时间的变化趋势。纵坐标表示的是__________

A.生成O2的速率 B.固体中Na3AlF6的质量

C.固体中氧元素的质量 D.固体中铝元素的质量分数

(6)此生产工艺的优点为__________(答一条即可)。

【答案】 +3 CaSO4 粉粹矿石,增大反应物接触面积或适当提高H2SO4的浓度(其他符合题意的答案均可) 35%H2SO4控制反应温度在60-70℃之间 2NaF+4NH4F+NaAlO2+2H2O=Na2AlF6+4NH3·H2O2NaF+4NH4F+NaAlO2=Na3AlF6+4NH3+2H2O D 原料可以循环使用原料利用率高,节约原料操作简单,对设备的要求低;(其他符合题意的答案均可)

【解析】(1)Na3AlF6Al的化合价为+3,根据图示,反应①是CaF2、SiO2、H2SO4反应生成H2SiF4和A,故滤渣A是CaSO4

(2)为了提高浸出率,在酸浸时可采取的措施有:粉粹矿石,增大反应物接触面积或适当提高H2SO4的浓度等;

(3)酸浸的目的是想得到更多的H2SiF4,根据表格,实验2中获得Na2SiF6的质量最多,选择酸浸时最适合的条件为35%H2SO4控制反应温度在60-70℃之间

(4)根据流程图,反应③中,NaF、NH4F和NaAlO2生成Na3AlF6和B,B应是NH3·H2O,故反应③的方程式是:2NaF+4NH4F +NaAlO2+2H2O=Na2AlF6+4NH3·H2O;

(5)一定质量的Al2O3Na3AlF6固体混合物受热过程中,A、由于该反应反应物是固体,生成O2的速率不变,A错误;B、固体中Na3AlF6的作用是降低氧化铝的熔点,并未参与反应,故其质量不变,B错误;C、电解熔融Al2O3得到氧气,故固体中氧元素的质量应该减少,故C错误;D、一定质量的Al2O3Na3AlF6固体混合物受热过程中,混合物熔化,铝的质量分数不变,随着电解的进行,固体质量减小,固体中铝元素的质量不变,质量分数增大,当氧化铝电解完以后,固体质量不变,铝的质量不变,故其质量分数不变,故D正确;故选D。

(6)根据流程图,此生产工艺的优点为原料可以循环使用原料利用率高,节约原料操作简单,对设备的要求低。

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已知:

(1)D所含官能团的名称是 __________________

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(3)写出由B生成C的化学方程式 _____________________________________

(4)写出遇FeCl3溶液显紫色且与乙互为同分异构体物质有_______种,其中核磁共振谱有5组峰,且峰面积之比为6∶1∶2∶2∶1的结构简式为_____________

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