Question

【題目】H2SiF6（氟硅酸）是一種基本化工原料，廣泛用于制取氟硅酸鹽及氟化物等。以氟硅酸和碳酸鋰等為原料生產(chǎn)電池級LiF的工藝流程如圖：

回答下列問題：

（1）生產(chǎn)中采用內(nèi)襯為聚四氟乙烯或石墨的反應(yīng)器。聚四氟乙烯的結(jié)構(gòu)簡式為____；不用陶瓷設(shè)備的原因是____。

（2）“氨解”時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____，氟化銨的電子式為____。

（3）“碳化”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____。

（4）“制備”時產(chǎn)生的氣體經(jīng)分別吸收后返回____和___工序循環(huán)使用。

（5）H2SiF6水溶液中存在平衡：SiF62-（aq）＋4H2O（1）═Si（OH）4（aq）＋4H＋（aq）＋6F-（aq），該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為___。

（6）某工廠用純度為85%的氟硅酸14.4噸和純度為90%的碳酸鋰7.4噸來制備氟化鋰，已知流程中氟元素的損耗率為10%，鋰元素的損耗率為8%，則最終產(chǎn)品氟化鋰為____噸（精確到0.1）。

Answer 1

【答案】—CF2一CF2 F-水解生成的HF能與硅酸鹽陶瓷中的SiO2反應(yīng) H2SiF6＋6NH3·H2O=6NH4F＋SiO2·nH2O↓＋（4－n）H2O（或H2SiF6＋6NH3·H2O=6NH4F＋SiO2↓＋4H2O） Li2CO3＋CO2＋H2O=2Li+＋ 氨解 碳化 4.3

【解析】

（1）聚四氟乙烯的單體CF2=CF2，加聚得—CF2一CF2；F-、HF均能與SiO2反應(yīng)。

（2）“氨解”時，反應(yīng)物為H2SiF6、NH3·H2O，生成物為NH4F、SiO2·nH2O和H2O，然后寫出并配平化學(xué)方程式。氟化銨是和F-構(gòu)成的離子化合物，電子式為。

（3）碳化時發(fā)生的反應(yīng)為Li2CO3＋CO2＋H2O=2LiHCO3，LiHCO3寫成離子形式。

（4）“制備”反應(yīng)：NH4F＋LiHCO3LIF＋CO2↑＋NH3↑＋H2O，NH3被吸收制取氨水返回“氨解”工序，CO2回收返回“碳化”工序。

（6）1mol H2SiF6中含6mol F-，1mol Li2CO3中只含2mol Li+，由上述數(shù)據(jù)可以得出H2SiF6過量，按碳酸鋰計算。

（1）聚四氟乙烯的單體CF2=CF2，加聚得—CF2一CF2；陶瓷設(shè)備中含有SiO2，F-、HF均能與SiO2反應(yīng)。

（2）“氨解”時，反應(yīng)物為H2SiF6、NH3·H2O，生成物為NH4F、SiO2·nH2O和H2O，然后寫出并配平化學(xué)方程式： H2SiF6＋6NH3·H2O=6NH4F＋SiO2·nH2O↓＋（4n）H2O（或H2SiF6＋6NH3·H2O=6NH4F＋SiO2↓＋4H2O）。氟化銨是和F-構(gòu)成的離子化合物，電子式為。

（3）“碳化”時發(fā)生反應(yīng)：Li2CO3＋CO2＋H2O=2LiHCO3，LiHCO3寫成離子形式�！疤蓟�”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Li2CO3＋CO2＋H2O=2Li+＋；

（4）“制備”反應(yīng)：NH4F＋LiHCO3LIF＋CO2↑＋NH3↑＋H2O，NH3被吸收制取氨水返回“氨解”工序，CO2回收返回“碳化”工序。

（5）SiF62-（aq）＋4H2O（1）═Si（OH）4（aq）＋4H＋（aq）＋6F-（aq），該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為；

（6）1mol H2SiF6中含6mol F-，1mol Li2CO3中只含2mol Li+，由上述數(shù)據(jù)可以得出H2SiF6過量，按碳酸鋰計算，m（LiF）=2×7.4t×90%×92%×26g·mol-1÷74g·mol-1=4.3t。