Question

[化学与技术]工业上可以利用氟硅酸、碳酸氢铵制备冰晶石（Na₃AlF₆），其工艺如下：



请回答下列问题：
（1）反应①中生成的无色气体A是______，滤液①的溶质是______．
（2）经测定NH₄HCO₃溶液呈中性，请分析原因（用离子方程式和文字表述说明理由）______．
（3）经反应②后，过滤得到的冰晶（Na₃AlF₆）固体，该固体上附着有杂质，需要洗涤，请简述如何证明冰晶石固体已经洗涤干净______．
（4）温度和NH₄HCO₃浓度会影响反应①的速率．现设计如下实验方案探究温度和NH₄HCO₃浓
度对反应①速率的影响．请在表格空白处填写适当的反应条件．

实验编号	实验目的	温度	c（NH4HCO3）
I	为以下实验作参照	60℃	c1
II	探究浓度对反应①速率的影响		c2
III	探究温度对反应①速率的影响	80℃

（5）下图是滤液①溶质的质量分数随温度变化的曲线图：
请分析t₂℃时，滤液①中溶质的质量分数下降的原因是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）碳酸氢钠能和氟硅酸反应生成二氧化碳气体、二氧化硅、氟化铵以及水，二氧化硅不溶于水，氟化铵易溶于水；
（2）NH₄⁺和HCO₃^-均水解，前者水解显酸性，后者水解显碱性；
（3）经反应②后，过滤得到的冰晶（Na₃AlF₆）固体上附着有杂质硫酸铵，根据硫酸根的检验方法确定硫酸根的存在；
（4）对比实验的关键是控制变量法，当温度一定时，变化浓度，当浓度一定时，变化温度；
（5）氟化铵的性质和氯化铵相似，不稳定，受热易分解．
解答：解：（1）碳酸氢钠能和氟硅酸反应生成二氧化碳气体、二氧化硅、氟化铵以及水，二氧化硅不溶于水，过滤后形成滤渣，氟化铵易溶于水，形成滤液，故答案为：CO₂；NH₄F；
（2）NH₄⁺和HCO₃^-均水解，前者水解显酸性，后者水解显碱性，二者水解程度相同，溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等，溶液呈中性，故答案为：NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺、HCO₃^-+H₂OH₂CO₃+OH^-，NH₄⁺和HCO₃^-的水解程度基本相同；
（3）经反应②后，过滤得到的冰晶（Na₃AlF₆）固体上附着有杂质硫酸铵，硫酸根的检验方法：遇到钡离子产生不溶于硝酸的白色沉淀，来确定硫酸根的存在，只要硫酸根存在，沉淀就未洗涤干净，故答案为：取洗涤后的溶液，向其中滴加BaCl₂溶液，无现象，说明已经洗涤干净；若有白色沉淀生成，说明没有洗涤干净；
（4）对比实验的关键是控制变量法，当温度一定时，通过变化浓度来分析浓度的影响，故Ⅰ和Ⅱ的温度相等，当浓度一定时，通过变化温度来分析温度的影响，故Ⅱ和Ⅲ温度不同，但浓度要相同，故答案为：60℃； c₁；
（5）氟化铵的性质和氯化铵相似，不稳定，受热易分解（5）温度升高NH₄F会分解，故答案为：温度升高NH₄F会分解．
点评：本题考查学生有关物质的生产和制取，要求学生熟记教材知识，学以致用．