第14章卤素
14-1 电解制氟时,为何不用 KF 的水溶液?液态氟化氢为什么不导电,而氟化钾的无水氟化氢溶液却能导电?
1、解:因为F2与水能发生剧烈的化学反应;液态HF分子中,没有自由移动的离子,故而不能导电。而在KF的无水HF溶液中,存在K+,HF2-;
14-2氟在本族元素中有哪些特殊性?氟化氢和氢氟酸有哪些特性?
2、解:(1)由于F的半径特别小,故F2的离解能特别小,F-的水合热比其他卤素离子多。
(2)HF分子间存在氢键,因而HF分子的熔沸点和汽化热特别高。
(3)AgF为易溶于水的化合物。
(4)F2与水反应产物复杂。
(5)HF是一弱酸,浓度增大,酸性增强。
(6)HF能与SiO2或硅酸盐反应,生成气态SiF4;
14-3(1)根据电极电势比较KMnO4 ﹑K2Cr2O7 和 MnO2 与盐酸(1mol.L-1)反应而生成Cl2 的反应趋势。
(2)若用MnO2与盐酸反应,使能顺利地发生Cl2 ,盐酸的最低浓度是多少?
3、解:(1)根据电极电势的关系,可知反应趋势:
KMnO4>K2Cr2O7>MnO2;
14-4根据电势图计算在298K时,Br2 在碱性水溶液中歧化为Br- 和BrO3- 的反应平衡常数。
4、解:由公式:-ZFE=-RTlnK
得:K=exp(ZFE/RT)
=2.92×1038
14-5 三氟化氮NF3(沸点-129℃)不显Lewis 碱性,而相对分子质量较低的化合物NH3 (沸点-33℃)却是个人所共知的Lewis 碱。(a)说明它们挥发性差别如此之大的原因;(b)说明它们碱性不同的原因。
5、解:(1)NH3有较高的沸点,是因为它分子间存在氢键。
(2)NF3分子中,F原子半径较大,由于空间位阻作用,使它很难再配合Lewis酸。
另外,F原子的电负性较大,削弱了中心原子N的负电性。
14-6 从盐卤中制取Br2 可用氯气氧化法。不过从热力学观点看,Br- 可被O2 氧化为Br2 ,为什么不用O2 来制取Br2 ?
14-7通Cl2于消石灰中,可得漂白粉,而在漂白粉溶液中加入盐酸可产生Cl2 ,试用电极电势说明这两个现象。
7、解:因为Cl2通入消石灰是在碱性介质中作用的,又因为,所以Cl2在碱性条件下易发生歧化反应。
而在漂白粉溶液中加入盐酸后,酸性条件中, ,故而如下反应能够向右进行:
HClO + Cl- + H+ = Cl2 + H2O
14-8 下列哪些氧化物是酸酐:OF2 ﹑Cl2O7﹑ClO2﹑Cl2O﹑Br2O 和 I2O5 ?若是酸酐,写出由相应的酸或其它方法得到酸酐的反应。
8、解:Cl2O7是HClO4的酸酐。Cl2O,Br2O分别是HClO,HBrO 的酸酐
14-9 如何鉴别KClO﹑KClO3和 KClO4 这三种盐?
9、解:分别取少量固体加入干燥的试管中,再做以下实验
加入稀盐酸即有Cl2气放出的是KClO;
KClO+2HCl=KCl+Cl2+H2O
加入浓盐酸有Cl2与放出且溶液变黄的是KClO3;
8KC1O3+24HCl(浓)=9Cl2↑+8KCl+60ClO2(黄
)+12H2O
另一种则为KClO4
14-10 以 I2 为原料写出制备HIO4﹑KIO3﹑I2O5 和KIO4 的反应方程式。
14-11(1)I2 在水中的溶解度很小,试从下列两个半反应计算在298K 时 ,I2饱和溶液的浓度。
I2(s) + 2e- ≒ 2I-; Φθ = 0.535V
I2(aq) + 2e- ≒ 2I-; Φθ = 0.621V
(2)将0.100mol I2 溶解在1.00L 0.100mol.L-1 KI 溶液中而得到I3- 溶液 。I3-生成反应的 Kc 值为0.752,求 I3- 溶液中I2 的浓度。
14-11、(1)I2(aq)=I2(s)
K=exp(ZFE/RT)
=812
K=1/[I2(aq)]
I2(aq)=1/812=0.00123mol/L
(2) I2+I-=I3-;
KC=;所以[I2]=
解得x=0 .0934mol/L。
14-12利用电极电势解释下列现象:在淀粉碘化钾溶液中加入少量NaClO 时 ,得到蓝色溶液A,加入过量NaClO 时 ,得到无色溶液 B ,然后酸化之并加少量固体 Na2SO3 于B 溶液,则A的蓝色复现,当Na2SO3 过量时蓝色又褪去成为无色溶液C ,再加入NaIO3 溶液蓝色的A 溶液又出现。指出A﹑B﹑C各为何种物质,并写出各步的反应方程式。
12、解:A:I2 ;
B:NaIO3 ;
C:NaI
14-13写出碘酸和过量 H2O2 反应的方程式,如在该体系中加入淀粉,会看到什么现象?
13、解:HIO3+3H2O2=3O2+HI+3H2O;如果在该体系中加入淀粉,溶液慢慢变蓝,后又褪色。
14-14写出三个具有共价键的金属卤化物的分子式,并说明这种类型卤化物的共同特性。
14、解:(AlCl3)2;(AlBr3)2;(AlI3)2;分子中均含有配位键
14-15什么是多卤化物?与I3- 离子比较,形成Br3-﹑Cl3- 离子的趋势怎样?
14-16什么是卤素互化物?
(a)写出ClF3﹑BrF3 和 IF3 等卤素互化物中心原子杂化轨道,分子电子构型和分子构型。(b)下列化合物与BrF3 接触时存在爆炸危险吗?说明原因。
SbF5 ; CH3OH ; F2 ; S2Cl2(c)为什么卤素互化物常是反磁性共价型而且比卤素化学活性大?
14-17 实验室有一卤化钙,易溶于水,试利用浓H2SO4 确定此盐的性质和名称。
17、解:利用卤化物与浓硫酸反应的不同现象,可以鉴别。
14-18 请按下面的实例,将溴﹑碘单质﹑卤离子及各种含氧酸的相互转化和转化条件绘成相互关系图