Question

冰晶石又名六氟铝酸钠(Na₃A1F₆)白色固体，微溶于水，常用作电解铝工业的助熔剂。工业上用萤石(主要成分是CaF₂)、浓硫酸、氢氧化铝和碳酸钠溶液通过湿法制备冰晶石，某化学实验小组模拟工业上制取Na₂AlF₆的装置图如下(该装置均由聚四氟乙烯仪器组装而成)。

已知：CaF₂+H₂SO₄CaSO₄+2HF↑

(1)实验仪器不能使用玻璃仪器的原因是_____________(用化学方程式表示)。

(2)装置III的作用为______________________。

(3)在实验过程中，装置II中有CO₂气体逸出，同时观察到有白色固体析出，请写出该反应的离子反应方程式：__________________。

(4)在实验过程中，先向装置II中通入HF气体，然后再滴加Na₂CO₃溶液，而不是先将Na₂CO₃和A1(OH)₃混合后再通入HF气体，其原因是_______________。            .

(5)装置II反应后的混合液经过过滤可得到Na₃A1F₆晶体，在过滤操作中确定沉淀已经洗涤干净的方法是_____________________。

(6)在电解制铝的工业生产中，阳极的电极反应式为_____________。

(7)萤石中含有少量的Fe₂O₃杂质，可用于装置I反应后的溶液来测定氟化钙的含量。具体操作如下：取8.0 g萤石加入装置I中，完全反应后，将混合液加稀释，然后加入足量的KI固体，再以淀粉为指示剂，用0.1000 mol·L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定，当出现_________现象时，到达滴定终点，消耗Na₂S₂O₃标准溶液40.00mL，则萤石中氟化钙的百分含量为______________。(已知:I₂+2S₂O₃^2-=S₄O₆^2-+2I^-)

Answer

4HF + SiO2=SiF4+2H2O 作为安全瓶，防止倒吸 2Al(OH)3 + 12HF+6Na++3CO32-=2Na3AlF6↓+3CO2↑+9H2O 碳酸钠溶液呈碱性，Na2CO3会首先与HF反应，不利于Al(OH)3的溶解 取最后一次洗涤液少许于试管中，向其中滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀已洗涤干净 2O2--4e-=O2↑ 溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复 96%

【解析】

本题本题主要考查对于制取Na2AlF6实验的评价。

(1)氢氟酸与玻璃成分二氧化硅反应而腐蚀玻璃：4HF + SiO2=SiF4+2H2O。

(2)装置III的作用是防止倒吸。

(3)该白色固体是微溶于水的六氟铝酸钠，该反应的离子反应方程式：2Al(OH)3 + 12HF+6Na++3CO32-=2Na3AlF6↓+3CO2↑+9H2O。

(4)其原因是Na2CO3会首先与HF反应，不利于Al(OH)3的溶解。

(5)沉淀吸附Na+、CO32-等离子，可以检验CO32-，在过滤操作中确定沉淀已经洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，向其中滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀已洗涤干净。

(6)在电解制铝的工业生产中，阳极的电极反应式为2O2--4e-=O2↑。

(7) Fe2O3溶解产生的Fe3+将KI氧化为I2，I2遇淀粉变蓝，当出现溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复现象时，到达滴定终点。Fe2O3～2Fe3+～I2～2S2O32-，n(Fe2O3)= 0.5n(Na2S2O3)=0.5×0.1000 mol/L×0.040L=0.0020mol，m(Fe2O3)= 0.0020mol×160g/mol=0.32g，则萤石中氟化钙的百分含量为 ×100%=96%。