Question

氟和氟鹽是化工原料．由于氟氣性質(zhì)活潑，很晚才制取出來．
（1）不能通過電解純凈的液態(tài)HF獲得F₂，其原因是

 

；但電解液態(tài)KHF₂時，兩極分別得到F₂和H₂，寫出陽極上HF₂^-放電產(chǎn)生氣體的電極反應(yīng)式

 

．
（2）利用K₂MnF₆和SbF₅在一定條件下發(fā)生反應(yīng)也能制取氟，同時生成KSbF₆ 和MnF₃，化學(xué)方程式為

 

，其中還原產(chǎn)物是

 

．
（3）已知氟化氫氣體中存在下列平衡：
H₃F₃?3HF△H＞0，H₂F₂?2HF△H＞0．
①若在定溫定容條件下再充入H₃F₃，則H₃F₃與HF的濃度（mol?L^-1）比值

 

（填“增大”“減小”或“不變”，下同）；
②若在定溫定容條件下再充入HF，則H₃F₃與HF的濃度（mol?L^-1）比值

 

．
（4）一定濃度的HF和Al₂（SO₄）₃混合液中，鋁的各種微粒含量?隨pH的分布曲線如圖所示．用NaOH使混合液的pH從5調(diào)整到7，寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為

 

，

 

．

Answer 1

考點：電解原理,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：電離平衡與溶液的pH專題,電化學(xué)專題

分析：（1）氟化氫是共價化合物，純液體時不電離，電解池陽極是陰離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）依據(jù)氧化還原反應(yīng)的電子守恒結(jié)合元素化合價變化分析配平方程式，依據(jù)元素化合價升降分析還原產(chǎn)物；
（3）反應(yīng)物和生成物都只有一種，增加一種反應(yīng)物或生成物，都相當(dāng)于在原來的基礎(chǔ)上減小體積，增大壓強(qiáng)，則平衡向逆反應(yīng)方向移動，不管是增加H₃F₃或HF，H₃F₃與HF的濃度比值都增大；
（4）由圖可知溶液pH=5時，混合液中鋁的微粒為AlF₂⁺、AlF₃，pH值=7時，鋁的微粒為Al（OH）₃，即AlF₂⁺、AlF₃與OH^-反應(yīng)生成Al（OH）₃、F^-．

解答： 解：（1）電解物質(zhì)時需要物質(zhì)在液態(tài)是能導(dǎo)電，而氟化氫是共價化合物，純液體時不電離，所以不能通過電解純凈的液態(tài)HF獲得F₂，電解池陽極上發(fā)生的是失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為HF₂^--2e^-=F₂+H⁺，
故答案為：氟化氫是共價化合物純液態(tài)時不電離；HF₂^--2e^-=F₂+H⁺；
（2）K₂MnF₆和SbF₅在一定條件下發(fā)生反應(yīng)也能制取氟，同時生成KSbF₆ 和MnF₃，依據(jù)化合價升高和降低相同即電子守恒，Mn元素化合價降低從+4價變化為+3價，F(xiàn)元素的化合價升高從-1價變化為0價，依據(jù)原子守恒、電子守恒配平方程式為：2K₂MnF₆+4SbF₅=4KSbF₆+2MnF₃+F₂↑；其中還原產(chǎn)物為MnF₃，
故答案為：2K₂MnF₆+4SbF₅=4KSbF₆+2MnF₃+F₂↑；MnF₃．
（3）①若在定溫定容下再充入H₃F₃，反應(yīng)物和生成物都只有一種，增加一種反應(yīng)物或生成物，都相當(dāng)于在原來的基礎(chǔ)上減小體積，增大壓強(qiáng)，則平衡向逆反應(yīng)方向移動，則H₃F₃與HF的濃度（mol/L）比值增大，故答案為：增大；
②若在定溫定容再充入HF，反應(yīng)物和生成物都只有一種，增加一種反應(yīng)物或生成物，都相當(dāng)于在原來的基礎(chǔ)上減小體積，增大壓強(qiáng)，則平衡向逆反應(yīng)方向移動，則H₃F₃與HF的濃度（mol/L）比值增大，故答案為：增大；
（4）由圖可知溶液pH=5時，混合液中鋁的微粒為AlF₂⁺、AlF₃，pH值=7時，鋁的微粒為Al（OH）₃，即AlF₂⁺、AlF₃與OH^-反應(yīng)生成Al（OH）₃、F^-，反應(yīng)離子方程式為AlF₂⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓+2F^-、AlF₃+3OH^-=Al（OH）₃↓+3F^-，
故答案為：AlF₂⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓+2F^-、AlF₃+3OH^-=Al（OH）₃↓+3F^-．

點評：本題考查電解原理的應(yīng)用，氧化還原反應(yīng)的配平方法和概念分析應(yīng)用以及弱電解質(zhì)的電離等知識，題目難度中等．