【2017年整理】北师大无机化学四版习题答案11章卤素.doc

第11章卤素11.l 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？解：由于氟的高还原电位(E?F2/F－＝2 . 87V) ，氟遇水时会同水发生反应。因此，制备单质F2不能用KF的水溶液。电解制氟的反应方程式是：电解电解 2KHF2 === 2KF↑+H2 + F2↑液态氟化氢不导电，但氟化钾的无水氟化氢溶液能导电，是因为液态氟化氢可同无水氟化钾作用形成KHF2，该物质可发生强的电离作用，产生正负离子，从而导电。 KHF2 K+ + HF2－本质上，无水氟化氢是溶剂，氟化钾是溶解于氟化氢的溶质，该体系是非水HF 溶剂（也是类水溶剂）的电解质溶液。11.2 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？解：同同族其它元素相比，氟元素的特殊性主要有： ( l )除单质外，氟的氧化态呈－l 价，不呈正氧化态（其它卤素有多种氧化态）；氟有特别强的氧化性； ( 2)氟的电子亲合能比氯小（从氯到碘又逐渐减小）。( 3 ) F2 的键能因孤对电子的影响而小于Cl2 。 ( 4 )同其它的HX在室温时是双原子气体相比，氟化氢是一种由氢键引起的聚合多原子气体(HF )x。与同族其它元素的氢化物相比，由于氟化氢分子间存在强的氢键，其熔点、沸点、汽化热和热力学稳定性都特别高。HF的高介电常数、低黏度和宽的液态范围，使它是各种类型化合物的一种极好溶剂。许多MI、MII和MIII的离子性化合物在HF 中溶解后由于易离解而得到高效导电的溶液( XeF2， HSO3F ， SF6 及MF6 ( M：Mo 、W 、U 、Re 、Os ）在HF ( 5 )氟化氢的水溶液即氢氟酸。同其它氢卤酸是强酸相比，氢氟酸的酸性较弱：HF + H2 H3O++ F－ K1 2.4～4.7×10－4HF + F－ HF2－ K2 ＝5～25与其它弱酸相似，HF 浓度越稀，其电离常数越大。但是，随着HF 浓度的增加，体系的酸度增大。当浓度＞5mol. dm－3时，氢氟酸便是一种相当强的酸。( 6 )无论HF( g ) ，还是氢氟酸，都可同SiO2作用，其它HX 无此性质。 ( 7 ) HOF 跟HOCI ， HOBr ，HOI 不同，不是酸。 ( 8 )氟化物的溶解度与其他卤化物明显不同，如NaF 溶解度较小，而其他NaX易溶，又如， CaF2 难溶，而其他CaX2易溶。 11.3 ( l )根据电极电势比较KMnO4 、K2Cr2O7和MnO2与盐酸（l mol ·dm－3) 反应而生成的反应趋势。 (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？解： ( 1 )查酸表：E?Cl2/Cl－＝1.358V E?MnO4－/Mn2+ ＝1.491V E?Cr2O72－/Cr3+＝1.33V E?MnO2/Mn2+＝1.228V 所以KMnO4能氧化Cl－得到Cl2，而K2Cr2O7、MnO2在盐酸浓度为lmol ·dm－3时不能反应，只能氧化浓盐酸中的Cl－。( 2 )求盐酸的最低浓度［H+ ] MnO2+ 4 H+＋2e－→ Mn2++ 2H2O E? ＝1.228VCl2 + 2e－ →2Cl－ E???? ＝ 1.358V φ MnO4－/Mn2+ + 0.059/2·lg［H+ ]4/［Mn2+ ]≥φCl2/Cl－+ 0.059/2·lg(p Cl2/p)/［Cl－]2［Mn2+ ] ＝ lmol ·dm－3 ，p Cl2/p＝ l在HCl中，［H+ ] ＝［Cl－ ]，故0.059/2·(lg［H+ ]4－ lg1/［H+ ]2 )≥φCl2/Cl－－φ MnO4/Mn2+ 则0.059/2·lg［H+ ]6≥1.358－1.288≥0.13lg［H+ ] ≥0.734［H+ ] ≥5.42(mol ·dm－3)11. 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。 0.159 1.065解： BrO3－ Br2 Br－ 3 Br2 + 6OH－ ＝ 5 Br－ + BrO3－+ 3H2OlgK???? ＝n E???? / /0.059＝5×(1.065－0.519)/0.059＝46.27K???? ＝1.87×104611.5 三氟化氮NF3 (沸点－1