Question

4．工業(yè)上利用H₂SiF₆溶液制備BaF₂，同時可得到副產品SiO₂，其工藝如下：

已知：焙燒過程的反應為（NH₄）₂SiF₆+BaCO₃ $\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$BaSiF₆+2NH₃↑+CO₂↑+H₂O↑
（1）焙燒的氣體產物能恰好完全反應生成物質A，則A的化學式為（NH₄）₂CO₃．
（2）氨解反應為放熱反應，且反應能進行完全．該反應需降溫冷卻的原因為（NH₄）₂CO₃受熱易分解、減�。∟H₄）₂SiF₆晶體的溶解度．
（3）熱解的另一產物是含兩種元素的氣體，該氣體水解的化學方程式是3SiF₄+2H₂O=2H₂SiF₆+SiO₂．
（4）SiO₂可用于制作光導纖維，該物質在信息傳輸中具有重要應用．
（5）為保持該過程的持續(xù)循環(huán)，每生成1mol BaF₂，理論上需補充原料H₂SiF₆$\frac{1}{3}$mol．

Answer 1

分析 利用H₂SiF₆溶液制備BaF₂的流程為：H₂SiF₆溶液中加入碳酸銨進行氨解生成二氧化碳和（NH₄）₂SiF₆晶體，由于（NH₄）₂CO₃受熱易分解同時也為了 減小（NH₄）₂SiF₆晶體的溶解度，氨解需降溫冷卻，過濾后將（NH₄）₂SiF₆晶體與碳酸鋇混合進行焙燒，生成BaSiF₆和NH₃、CO₂、H₂O，生成的NH₃、CO₂、H₂O能恰好完全反應生成物質A，則A為碳酸銨，可進行循環(huán)利用，進行熱解生成BaF₂和另一產物是含兩種元素的氣體應為SiF₄，水解可得H₂SiF₆和SiO₂，H₂SiF₆可循環(huán)利用，據此答題；

解答 解：利用H₂SiF₆溶液制備BaF₂的流程為：H₂SiF₆溶液中加入碳酸銨進行氨解生成二氧化碳和（NH₄）₂SiF₆晶體，由于（NH₄）₂CO₃受熱易分解同時也為了 減�。∟H₄）₂SiF₆晶體的溶解度，氨解需降溫冷卻，過濾后將（NH₄）₂SiF₆晶體與碳酸鋇混合進行焙燒，生成BaSiF₆和NH₃、CO₂、H₂O，生成的NH₃、CO₂、H₂O能恰好完全反應生成物質A，則A為碳酸銨，可進行循環(huán)利用，進行熱解生成BaF₂和另一產物是含兩種元素的氣體應為SiF₄，水解可得H₂SiF₆和SiO₂，H₂SiF₆可循環(huán)利用，
（1）根據上面的分析可知，A的化學式為（NH₄）₂CO₃，
故答案為：（NH₄）₂CO₃；
（2）根據上面的分析可知，氨解反應需降溫冷卻的原因為（NH₄）₂CO₃受熱易分解、減小（NH₄）₂SiF₆晶體的溶解度，
故答案為：（NH₄）₂CO₃受熱易分解、減�。∟H₄）₂SiF₆晶體的溶解度；
（3）熱解的另一產物是含兩種元素的氣體為SiF₄，SiF₄水解的化學方程式是 3SiF₄+2H₂O=2H₂SiF₆+SiO₂，
故答案為：3SiF₄+2H₂O=2H₂SiF₆+SiO₂；
（4）SiO₂可用于制作光導纖維，
故答案為：光導纖維；
（5）根據方程式H₂SiF₆+（NH₄）₂CO₃=（NH₄）₂SiF₆+CO₂+H₂O、（NH₄）₂SiF₆+BaCO₃ $\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$BaSiF₆+2NH₃↑+CO₂↑+H₂O↑、BaSiF₆+H₂O=SiF₄+BaF₂、3SiF₄+2H₂O=2H₂SiF₆+SiO₂可知，每1molH₂SiF₆參加反應可生成1mol BaF₂同時又得到$\frac{2}{3}$mol的H₂SiF₆，所以為保持該過程的持續(xù)循環(huán)，理論上需補充原料H₂SiF₆ $\frac{1}{3}$mol，
故答案為：$\frac{1}{3}$．

點評 本題主要考查了化學與工業(yè)生產的相關知識、閱讀題目與工藝流程獲取信息能力、物質的分離提純、對實驗操作的理解、根據計算書寫方程式等，難度中等，理解工藝流程是解題關鍵，需要學生具備扎實的基礎與綜合運用信息分析問題、解決問題的能力．