利用湿法制磷酸副产品氟硅酸（H2SiF6），可以生产无水氟化氢，其工艺如图所示：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．

Question

利用湿法制磷酸副产品氟硅酸（H₂SiF₆），可以生产无水氟化氢，其工艺如图所示：
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：___；
（2）在实验室过滤操作中所用的玻璃仪器有：___；
在洗涤氟硅酸钾（K₂SiF₆）时常用酒精洗涤而不是用水，其目的是：___．
（3）该流程中哪些物质可以循环使用：___（用化学式表达）
（4）氟化氢可以腐蚀刻画玻璃，在刻蚀玻璃过程中也会生成H₂SiF₆，试写出该反应方程式：___．
（5）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，并将气体通入含足量的Ca（OH）₂ 溶液中，得到5.85gCaF₂沉淀，则无水氢氟酸质量分数为：___（保留2位有效数字）．通过计算结果，试解释，标况下2.24L产物的质量远远大于2.0g的原因是___．

Answer 1

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）依据过滤装置和过程选择需要的玻璃仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒，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：漏斗、烧杯、玻璃棒，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）氟化氢可以腐蚀刻画玻璃，在刻蚀玻璃过程中也会生成H₂SiF₆ 和水，依据原子守恒配平书写化学方程式为：6HF+SiO₂=H₂SiF₆+2H₂O，
故答案为：6HF+SiO₂=H₂SiF₆+2H₂O；
（5）依据生成氟化钙的质量计算物质的量=(5.85g)/(78g/mol)=0.075mol，结合元素守恒得到气体中氟化氢的物质的量为0.075mol×2=0.15mol，计算得到HF质量=0.15mol×20g/mol=3g．质量分数=(氟化氢质量)/(气体总重量)×100%=(3g)/(3.1g)×100%=97%，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：97%，HF分子间形成氢键，部分缔合成双聚体．