【題目】氟是自然界中廣泛分布的元素之一。由于氟的特殊化學性質(zhì),它和其他鹵素在單質(zhì)及化合物的制備與性質(zhì)上存在較明顯的差異。

Ⅰ.化學家研究發(fā)現(xiàn),SbF5能將MnF4從離子[MnF6]2的鹽中反應得到,SbF5轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定離子[SbF6]的鹽。而MnF4很不穩(wěn)定,受熱易分解為MnF3和F2。根據(jù)以上研究寫出以K2MnF6和SbF5為原料,在 423 K 的溫度下制備F2的化學方程式:_________________________。

現(xiàn)代工業(yè)以電解熔融的氟氫化鉀(KHF2)和氟化氫(HF)混合物制備氟單質(zhì),電解制氟裝置如圖所示。

已知KHF2是一種酸式鹽,寫出陰極上發(fā)生的電極反應式________________________。電解制氟時,要用鎳銅合金隔板將兩種氣體產(chǎn)物嚴格分開的原因是___________。

Ⅱ.①鹵化氫的熔沸點隨相對分子質(zhì)量增加而升高,而HF熔沸點高于HCl的原因是________________________。HF的水溶液是氫氟酸,能用于蝕刻玻璃,其化學反應方程式為:________________________

②已知25 ℃時,氫氟酸(HF)的電離平衡常數(shù)Ka=3.6×104

某pH=2的氫氟酸溶液,由水電離出的c(H)=___________mol/L;若將0.01 mol/L HF溶液與pH=12的NaOH溶液等體積混合,則溶液中離子濃度大小關系為:________________________。

③又已知25 ℃時,溶度積常數(shù)Ksp(CaF2)=1.46×1010,F(xiàn)向1 L 0.2 mol/L HF溶液中加入 1 L 0.2 mol/L CaCl2 溶液,通過列式計算說明是否有沉淀產(chǎn)生:______________________

【答案】 2K2MnF6+4SbF5 4KSbF6+2MnF3+F2 _2HF2-+2e===H2↑+4F 氟氣和氫氣能發(fā)生劇烈反應,引發(fā)爆炸 HF分子存在分子間氫鍵 SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O 10-12 c(Na)>c(F)>c(OH)>c(H) c(H)=c(F)=_mol·L-1=6×10-3_mol·L-1,c(Ca2+)=0.1_mol·L-1c2(Fc(Ca2+)=3.6×10-5×0.1=3.6×10-6>1.46×10-10,該體系有CaF2沉淀

【解析】.以K2MnF6和SbF5為原料,在 423 K的溫度下,K2MnF6和SbF5先生成KSbF6和MnF4,MnF4受熱易分解為MnF3和F2,發(fā)生反應的總化學方程式2K2MnF6+4SbF5 4KSbF6+2MnF3+F2↑;

陰極上H+(來源于HF2-)發(fā)生還原反應生成氫氣,其電極反應式為2HF2-+2e===H2↑+4F;氟氣和氫氣能發(fā)生劇烈反應,引發(fā)爆炸,為防止氟氣與氫氣的反應,電解制氟時,要用鎳銅合金隔板將兩種氣體產(chǎn)物嚴格分開;

.HF分子間存在氫鍵,其熔沸點明顯高于HCl;HF的水溶液是氫氟酸,能溶解SiO2,常用于蝕刻玻璃,發(fā)生反應的化學反應方程式為SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O;

某pH=2的氫氟酸溶液,水的電離受到抑制,由水電離出的c(H)c(OH-)溶液==mol/L=1012 mol/L,將0.01 mol/L HF溶液與pH=12的NaOH溶液等體積混合,恰好完全中和,所得溶液為NaF溶液,因F-的水解,溶液顯堿性,結合電荷守恒式可知溶液中離子濃度大小關系為c(Na)>c(F)>c(OH)>c(H) ;

兩溶液混合后,c(Ca2+)=0.1 molL-1,c(F-)==mol·L1=6×103mol·L1c(Ca2)=0.1mol·L1,則Qc=c2(F-)c(Ca2+)=(3.6×10-5mol/L)0.1 molL-1=3.6×10-6>Ksp,說明有沉淀產(chǎn)生。

練習冊系列答案
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A. 簡單陰離子的還原性:Z<W

B. X、Y分別與W形成的化合物皆為離子化合物

C. 乙固體中加入甲的溶液或濃氨水,固體都能溶解

D. Y、Z的簡單離子都會影響水的電離平衡

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(1)工業(yè)上可用CO2和H2反應制得甲醇。在2×105Pa、300℃的條件下,CO2和H2反應生成甲醇和水,當消耗2molCO2時放出98kJ的熱量,該反應的熱化學方程式為___________。

(2)甲醇也可由CO與H2反應制得。在一定溫度下,初始容積相同的兩個容器中(如圖),發(fā)生反應: CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)。

① 能表明甲和乙容器中反應一定達到平衡狀態(tài)的是________(填字母代號)。

A.混合氣體的密度保持不變 B.混合氣體的總壓強保持不變

C.CO的質(zhì)量分數(shù)保持不變 D. CO 與H2的轉(zhuǎn)化率之比為3 : 2

E.v(CO)=v(CH30H)

②兩容器中反應達到平衡時,Co的轉(zhuǎn)化率α______α(填“>”、“< ”或“=”)

(3)組成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60時,體系中CO 的平衡轉(zhuǎn)化率(α)動與溫度和壓強的關系如圖所示。圖中的壓強由大到小依次為_______,其判斷理由是______________

(4)甲醇燃料電池(簡稱DMFC)可作為常規(guī)能源的替代品而備受關注。DMFC的工作原理如圖所示:

① 加入a 物質(zhì)的電極是電池的______(填“正”或“負”)極,其電極反應式為________.

② 常溫下以該裝置作電源,用惰性電極電解NaCl和CuSO4的混合溶液,當電路中通過0.4mol電子的電量時,兩電極均得到0.14mol的氣體。若電解后溶液體積為4OL,則電解后溶液的pH 為________。

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A.苯酚不小心沾到皮膚上,可用酒精進行洗滌以減輕傷害

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(3)寫出D與足量NaOH溶液完全反應的化學方程式 。

(4)1molE最多可與 molH2加成。

(5)寫出同時滿足下列條件的B的一種同分異構體的結構簡式 。

A.苯環(huán)上只有兩個取代基,且除苯環(huán)外無其他環(huán)狀結構

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