吴国庆书后习题14[1].pdf

习题 14 卤素 1 习题习题 141414 14 卤素卤素 14 114 1 解 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 14 214 214 2 14 2 解 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 14 314 314 3 14 3 解 解 1 查表得知 01283 0 3583 1 23 1 23 1 72614 01303 0 3583 1 228 1 228 1 224 01327 0 3583 1 491 1 491 1 458 3583 1 22 2 32 72 2 2 2 2 2 4 2 VEVOHCreHOCr EVOHMneHMnO EVOHMneHMnO VCleCl 根据电极电势的关系 可知反应趋势 KMnO4 K2Cr2O7 MnO2 2 由电极电势看出 标准状态下 MnO2不能氧化 Cl 制取 Cl2 但在非标准状态下 增大 HCl 浓度使下降 则 MnO2可氧化 HCl 制取 Cl2 ClCl 2 MnO2 4HCl MnCl2 Cl2 2H2O 则 若采用以下数据 的浓度大于至少要求即要制得 代入上式得 设 即 要求 若使反应进行 则至少 1 1 2 1 2 4 12 2 2 4 2 2 4 L0mol 7 H 208V 1 059 0 L4mol 5 HClCl L4mol 5 H 1 lg 2 0592 0 3583 1 Hlg 2 0592 0 228 1 Cl H L0mol 1 Mn lg 2 0592 0 lg 2 0592 0 lg 2 0592 0 lg 2 0592 0 2 2 2 2 22 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 MnMnO MnMnO MnMnO Cl PP Cl PP Mn H Cl PP Mn H Cl Cl ClCl ClClMnMnO Cl ClCl ClCl MnMnO 14 414 414 4 14 4 解 解 电势图如右 23 Br065 1 Br 2 1 519 0 BrO 546V 0 519 0 065 1 E 519V 0 12OHBr10eO6H2BrO 065V 1 2Br2eBr B223 B 2 电池 上述两个半反应组成原 习题 14 卤素 2 原电池反应 3Br2 6OH BrO3 5Br 3H2O 46 1030 1 11 46 0592 0 546 0 5 0592 0 lg298 K nE KKT 注意 方程式系数不一样 K 不相同 14 514 514 5 14 5 解 解 a NH3有较高的沸点 是因为它分子间存在氢键 b 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 NH3的碱性强于 NF3 从结构式来看 它们均为三角锥形 表现上 N 均有一孤对电子 但 NF3分子中 由于 F 的强吸电子能力 使得 N 上的电子密度减弱 同质子等酸结合的能力减小 NH3中 N 周围的电子密度较 NF3中的 N 要大多很多 故碱性强 14 614 614 6 14 6 解 解 查表得 O2 g 4H 4e 2H2OV OHO 229 1 22 Cl2 g 2e 2Cl V ClCl 3583 1 2 Br2 aq 2e 2Br V BrBr 087 1 2 O2 g 4Br 4H 2Br2 aq 2H2OE 1 229 1 087 0 142 V 1 Cl2 g 2Br Br2 aq 2Cl E 1 3583 1 087 0 2713 V 2 由电池电动势 E 可以看出 2 大于 1 式 说明用 Cl2 g 氧化法制取 Br2的反 应趋势较大 再者 可能还有反应动力学的原因 14 714 714 7 14 7 解 解 因为 Cl2通入消石灰是在碱性介质中作用的 又因为 2 2 ClClO ClCl 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 ClCl HClO Cl 22 反应能够向右进行 HClO Cl H Cl2 H2O 14 814 8 解 解 Cl2O7是 HClO4的酸酐 Cl2O Br2O 分别是 HClO HBrO 的酸酐 14 914 914 9 14 9 解 解 方法一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放出且溶液变黄的是 KClO3 8KC1O3 24HCl 浓 9Cl2 8KCl 60ClO2 黄 12H2O 另一种则为 KClO4 方法二分别取少量固体加水溶解 几乎不溶解的是 KClO4 再做以下实验 加入 KI 溶液有 I2析出的是 KClO 控制 KClO用量 ClO 2I H2O I2 Cl 2OH 加入 KI 溶液没变化 再加稀 H2SO4有 I2析出的是 KClO3 习题 14 卤素 3 C1O3 6I 6H 3I2 Cl 3H2O 方法三将三种盐的晶体溶于水中 溶解度最小的是 KClO4 鉴别出 KClO4 另取另两种盐的少许固体 在其中加入少许粉末状的 MnO2 混合均匀后 在酒 精灯上加热 并用带火星的木条检验哪种盐加热时可产生 O2 能产生 O2的是 KClO3 剩下的一种为 KClO 14 1014 1014 10 14 10 解 解 1 制备 KIO3 232 3653IKOHKIKIOH O 2 制备 I2O5 233322 102104IHNOHNOHIONOH O 发烟 或或 3232 222BrOHIHIOBr 或或 2223 56210ClIH OHIOHCl 443 3252 2 k HIOI OH O 3 制备 HIO4 32236 23635633 5622562 353 564292 373 42942 32 523 410104205 23 2 K K KIOClKOHK H IONaCl K H IOAgNOAg IOKNOHNO Ag IOClH OH IOAgClO H IOH I OH O H I OHIOH O 4 制备 KIO4 442 HIOKOHKIOH O 14 1114 1114 11 14 11 解 解 1 两半反应组成原电池 I2 aq 2I I2 s 2I 原电池电动势 E 0 621 0 535 0 086V 13 2 2 1024 1 3 804 1 3 80490 2 0592 0 086 0 2 0592 0 lg LmolI I K K nE K 即 I2饱和溶液的浓度为 1 24 10 3mol L 1 2 I2 aq I I3 初始 mol L 1 0 1000 100 平衡 mol L 1 0 100 x0 100 xx 13 2 2 3 1091 6 752 0 100 0 Lmolx x x II I Kc 所以溶液中 I2的浓度为 0 100 6 91 10 3 9 31 10 2 mol L 1 注意 上述计算假设溶液体积不变 仍为 1 00L 141414 14 121212 12 解 解 A I2 B NaIO3或 KIO3 C NaI 或 KI 1 2I ClO 2H I2 Cl H2O 或 2I ClO H2O I2 Cl 2OH 碱性弱 I2岐化程度小 2 I2 5ClO H2O 2IO3 5Cl 2H 习题 14 卤素 4 3 2IO3 5SO32 2H 5SO42 I2 H2O 4 I2 SO32 2H SO42 2I H2O 5 IO3 5I 6H 3I2 3H2O 从标准电极电势可以看出 上述反应能够发生 14 1314 13 解 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 1414 1414 14 14 14 解 解 AlCl3 2 AlBr3 2 AlI3 2 分子中均含有配位键 还有 SnCl4 TiCl4 等 这些卤化物的共同特点 熔 沸点一般较低 易挥发 能溶于非极性溶 剂 在水中强烈水解 14 1614 1614 16 14 16 解 解 不同卤素原子之间以共价键相结合形成的化合物称为卤素互化物 通 式是 XXn n 1 3 5 7X 的电负性小于 Xn a b 与 CH3OH S2Cl2接触时有发生爆炸的危险 c XXn n 1 3 5 7由于卤素原子 X有一个单电子 1 n 是偶数 因此卤 素互化物无单电子存在 故常是反磁性 绝大多数卤素互化物