Question

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）Na₃AlF₆中Al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Al₂O₃和Na₃AlF₆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)。

Answer

+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%的H2SO4 控制反应温度在60-70℃之间 2NaF +4NH4F+ NaAlO2 + 2H2O= Na2AlF6+4NH3·H2O或2NaF+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）Na3AlF6中Al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%的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Al2O3和Na3AlF6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Al2O3和Na3AlF6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。