Question

7．花崗巖是一種分布非常廣的巖石，世界上許多國(guó)家都穿長(zhǎng)花崗巖．中國(guó)9%的土地（約80多萬平方公里）都是黃崗巖巖體．以富鉀花崗巖為原料的化工生產(chǎn)流程如下：

回答下列問題：
（1）用氧化物的形式表示鉀長(zhǎng)石的化學(xué)組成：K₂O•Al₂O₃•6SiO₂．
（2）SiF₄的吸收是在吸收塔中進(jìn)行的，其中SiF₄的入口應(yīng)處于吸收塔的下部（填“上部”“下部”或“中部”）；寫出吸收SiF₄的化學(xué)方程式：SiF₄+3H₂O?H₂SiO₃+4HF．
（3）混合溶液A的主要成分是K₂SO₄、Al₂（SO₄）₃．生產(chǎn)過程中，消耗的主要原料除花崗巖外還有硫酸、氨水．
（4）操作A主要包含加熱、過濾等過程；為使操作A順利進(jìn)行，吸收SiF₄過程中要維持較高溫度，其目的是促進(jìn)四氟化硅的水解．
（5）下列有關(guān)描述正確的是B．
A．SiF₄是易揮發(fā)的液體
B．HF有毒，反應(yīng)裝置應(yīng)密封進(jìn)行
C．該工藝流程符合綠色化學(xué)工藝．

Answer 1

分析 （1）硅酸鹽是構(gòu)成地殼巖石的主要成分，硅酸鹽由鹽的書寫改寫為氧化物的形式即改寫的一般方法歸納為：堿性氧化物、兩性氧化物、酸性氧化物、水（xMO•nSiO₂•mH₂O）；
（2）SiF₄的沸點(diǎn)低，入口應(yīng)處于吸收塔的下部，四氟化硅和水反應(yīng)生成硅酸和氟化氫；
（3）鉀長(zhǎng)石與硫酸、氟硅酸反應(yīng)生成硫酸鉀、硫酸鋁、四氟化硅，生產(chǎn)過程中，消耗的主要原料除花崗巖外還有硫酸、氨水；
（4）四氟化硅和水反應(yīng)生成硅酸和氟化氫，操作A主要包含加熱、過濾，SiF₄過程中要維持較高溫度，其目的是促進(jìn)四氟化硅的水解；
（5）A．SiF₄是易揮發(fā)的氣體
B．HF有毒，反應(yīng)裝置應(yīng)密封進(jìn)行；
C．“綠色化學(xué)工藝”是預(yù)防、減少環(huán)境污染的基本手段，最理想的情況是反應(yīng)物里的原子全部轉(zhuǎn)化到欲制取的產(chǎn)物中，即原子的利用率為100%．

解答 解：（1）鉀長(zhǎng)石，其化學(xué)式為KAlSi₃O₈，用硅酸鹽的形式可表示為：K₂O•Al₂O₃•6SiO₂，
故答案為：K₂O•Al₂O₃•6SiO₂；
（2）SiF₄的吸收是在吸收塔中進(jìn)行，SiF₄的沸點(diǎn)為-65℃，SiF₄呈氣態(tài)，入口應(yīng)處于吸收塔的下部，由下向上，四氟化硅和水反應(yīng)：SiF₄+3H₂O?H₂SiO₃+4HF，
故答案為：下部；SiF₄+3H₂O?H₂SiO₃+4HF；
（3）鉀長(zhǎng)石與硫酸、氟硅酸反應(yīng)生成硫酸鉀、硫酸鋁、四氟化硅，混合溶液A的主要成分是K₂SO₄、Al₂（SO₄）₃，生產(chǎn)過程中，消耗的主要原料除花崗巖外還有硫酸、氨水，
故答案為：K₂SO₄、Al₂（SO₄）₃；硫酸、氨水；
（4）SiF₄過程中要維持較高溫度，四氟化硅和水反應(yīng)生成硅酸和氟化氫，所以操作A主要包含加熱、過濾，過程中要維持較高溫度，其目的是促進(jìn)四氟化硅的水解，
故答案為：加熱、過濾；促進(jìn)四氟化硅的水解；
（5）A．SiF₄是易揮發(fā)的氣體，故A錯(cuò)誤；
B．HF對(duì)皮膚有強(qiáng)烈刺激性和腐蝕性，有毒，反應(yīng)裝置應(yīng)密封進(jìn)行，故B正確；
C．該工藝流程生成溶液B為氟化氫的水溶液，為有毒液體，不符合綠色化學(xué)工藝，故C錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查富鉀花崗巖為原料的化工生產(chǎn)，掌握硅及其化合物的性質(zhì)是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．