Question

7．用湿法制磷酸的副产品氟硅酸（H₂SiF₆）生成无水氟化氢的工艺如图所示：

已知氟硅酸钾（K₂SiF₆）微酸性，有吸湿性，微溶于水，不溶于醇．在热水中水解成氟化钾、氟化氢及硅酸．
（1）写出反应器中的化学方程式：H₂SiF₆+K₂SO₄=H₂SO₄+K₂SiF₆↓．
（2）在洗涤氟硅酸钾（K₂SiF₆）时常用酒精洗涤而不是用水，其目的是：氟硅酸钾不溶于酒精，减少用水洗涤溶解氟硅酸钾损失．
（3）该流程中哪些物质可以循环使用：H₂SO₄、K₂SO₄．
（4）为了测定无水氟化氢的纯度，取标况下的气体产物2.24L，测得质量为3.1g，试解释，为什么标况下2.24L产物的质量远远大于2.0g，HF分子间形成氢键，部分缔合成双聚体．

Answer 1

分析 氟硅酸加入硫酸钾发生反应生成氟硅酸钾（K₂SiF₆）微酸性，有吸湿性，微溶于水，过滤得到硫酸和氟硅酸钾，干燥后在热水中水解成氟化钾、氟化氢及硅酸，加入浓硫酸反应得到硫酸钾、氟化氢、和四氯化硅等，净化冷凝，通过精馏得到纯净的氟化氢；
（1）氟硅酸加入硫酸钾发生反应生成氟硅酸钾和硫酸；
（2）氟硅酸钾微溶于水，不溶于醇，为减少损失可以用乙醇洗涤；
（3）反应过程中参与反应，在反应过程中又重新生成的物质可以循环使用，分析流程判断；
（4）标况下测得2.24L产物质量为3.1g，气体的质量远远大于2.0g的原因是氟化氢分子间可以形成氢键，部分结合形成双聚物

解答 解：氟硅酸加入硫酸钾发生反应生成氟硅酸钾（K₂SiF₆）微酸性，有吸湿性，微溶于水，过滤得到硫酸和氟硅酸钾，干燥后在热水中水解成氟化钾、氟化氢及硅酸，加入浓硫酸反应得到硫酸钾、氟化氢、和四氯化硅等，净化冷凝，通过精馏得到纯净的氟化氢；
（1）氟硅酸加入硫酸钾发生反应生成氟硅酸钾和硫酸，反应器中的化学方程式为：H₂SiF₆+K₂SO₄=H₂SO₄+K₂SiF₆↓，
故答案为：H₂SiF₆+K₂SO₄=H₂SO₄+K₂SiF₆↓；
（2）在洗涤氟硅酸钾（K₂SiF₆）时常用酒精洗涤而不是用水，其目的是氟硅酸钾微溶于水，不溶于醇，为减少损失用乙醇洗涤，
故答案为：氟硅酸钾不溶于酒精，减少用水洗涤溶解氟硅酸钾损失；
（3）反应过程中参与反应，在反应过程中又重新生成的物质可以循环使用，分析流程判断流程中硫酸和硫酸钾在苯环过程中先参加反应，随后又生成，可以循环使用，
故答案为：H₂SO₄、K₂SO₄；
（4）标况下测得2.24L产物质量为3.1g，气体的质量远远大于2.0g的原因是氟化氢分子间可以形成氢键，部分结合形成双聚物，
故答案为：HF分子间形成氢键，部分缔合成双聚体．

点评 本题利用湿法制磷酸的副产品氟硅酸可以生产氟化氢的工艺为背景，通过流程分析，实验操作，生产条件的选择，流程中物质的循环使用等，考查分析应用的能力，掌握题干信息和物质性质是解题关键，题目难度中等．