高中化学竞赛辅导讲座—元素化学12.pdf

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1、第 二 章 元 素 化 学 第 一 节 卤 素 一、卤 素 单 质 1.制 法：实 验 室 中 卤 素 单 质 一 般 可 用 氧 化 剂 MnOz、KMnOt,K2Cr207,KCIO3、Ca（C10）2氧 化 氢 卤 酸 的 方 法 制 取。例 如：2KMnO,+16HCl=加+2 MnCl2+5Ch t+8H20制 取 氟 只 能 采 用 电 解 法。例 如：电 解 2KHF2（熔 融）-8KF+H21+F2 t2.性 质：卤 素 是 典 型 的 非 金 属 元 素 族。游 离 态 的 卤 素 非 金 属 活 泼 性 显 著，是 常 见 的 氧 化 剂，它 们 与 多 种 金 属 直 接

2、 化 合 成 氢 卤 酸 盐，也 与 不 少 非 金 属 反 应 得 到 非 金 属 卤 化 物。下 面 以 卤 素 与 水、碱 的 反 应 为 例，来 进 一 步 认 识 卤 素 的 性 质。（1）与 水 反 应：一 般 卤 素 与 水 发 生 歧 化 反 应，水 既 不 是 氧 化 剂，也 不 是 还 原 剂，X2+H2O=HX+HXO：而 氟 与 水 反 应,水 是 还 原 剂，2F2+2H2O=4HF+O2。（2）与 碱 溶 液 反 应：常 温 下 Ch、Bn、Bn和 氢 氧 化 钠 溶 液 反 应 生 成 卤 化 物、次 卤 酸 盐、卤 酸 盐。ci2+2oir=cr+cio_+H2

3、O；Bn+20H-=Br-+BrO+HsO 或 3Brz+60H-=5Br-+BrO3-+3H2O3I2+60H-=51+IO3-+3HQ（I（F 常 温 下 不 稳 定，歧 化 为、I0；D加 热 条 件 下，C L 和 浓 氢 氧 化 钠 溶 液 反 应 则 生 成 卤 化 物、卤 酸 盐。3C12+60ir=5Cr+C103-+3H20但 氟 气 通 过 稀 的 氢 氧 化 钠 溶 液（2%水 溶 液）生 成 氟 化 钠，同 时 放 出 种 无 色 气 体 0F2气 体（还 有 可 能 生 成 6）。2F2+20旷=2F+0F2 t+H20对 于 氟 的 特 殊 性 还 应 注 意 下

4、列 几 方 面：（1）氟 能 氧 化 稀 有 气 体；（2）绝 大 多 数 的 金 属 加 热 后 能 在 氟 气 中 燃 烧，生 成 价 态 的 氟 化 物；（3）氟 能 氧 化 高 能 燃 料：2F2+NH=N?+4HF；（4）叙 是 人 体 形 成 强 壮 的 骨 骼 和 预 防 踽 齿 所 必 需 的 微 量 元 素；（5）CaJ、MgFz难 溶 于 水；（6）氟 能 使 硫 氧 化 为+6价，其 它 卤 素 均 不 能 将 硫 氧 化 为+6价。二、卤 化 氢第 二 章 元 素 化 学 第 2 页 共 71页 1.制 法：实 验 室 里 卤 化 氢 可 由 卤 化 物 与 高 沸 点

5、（HzSO,H3P0.）反 应 制 取。CaFz+H2so“浓）=CaS0,+2HF tNaCl+H2s0K浓）=NaHS04+HCl t但 HBr和 HI不 能 用 浓 H2sol制 取，因 为 浓 H2soi会 氧 化 它 们,得 不 到 纯 的 HBr和 HE2HBr+H2S0（浓）=S0?t+2H20+Br28HI+H2SO式 浓）=H?S t+4H20+4L如 用 非 氧 化 性 的 H3P（h代 替 HzSO,则 可 制 得 HBr和 HENaX+H：,POi=NaH2P0,+HX tHBr和 HI也 可 用 磷 和 Bn或 L 反 应 生 成 PBn或 P L,后 者 遇 水 立

6、 即 水 解 成 亚 磷 酸（HFO：,）和 HBr 或 HI.2P+3X2+6H30=2H：（P03+6HX【讨 论】根 据 下 图 实 验，填 空 和 回 答 问 题：（1）烧 瓶 中 所 发 生 的 主 要 反 应 的 化 学 方 程 式 是 o 装 置（II）的 烧 杯 中 冷 水 所 起 的 作 用 是，,装 置（I H）的 烧 杯 中 液 体 的 作 用 是 o（2）进 行 此 实 验 时，烧 瓶 内 的 橡 皮 塞 最 好 用 铝 箔 包 住，用 橡 皮 管 连 接 的 两 玻 璃 管 口 要 相 互 紧 靠，这 是 因 为（3）装 置（111）的 烧 杯 中 使 用 倒 置 漏

7、 斗 可 防 止 液 体 倒 吸，试 简 述 其 原 因。【分 析】通 过 装 置 图 设 同，考 查 考 生 识 日 的 观 察 能 力，通 过 简 答 考 查 考 生 的 表 达 能 力。具 体 考 查 内 容 有 实 验 原 理（即 实 验 所 依 据 的 化 学 反 应），实 验 装 置 所 起 的 作 用 和 原 理，实 验 中 应 注 意 的 细 节 等。（1）由 题 图 可 见，烧 瓶 中 反 应 物 有 固 体 NaBr、MnO?和 浓 H?SO,加 热 时 NaBr和 浓 HRO,反 应 生 成 HBr,HBr又 会 与 MnO?反 应 生 成 Br2；又 因 为 是 加 热

8、 反 应，所 以 B m 成 为 蒸 气 逸 出，装 置（II）的 烧 杯 中 冷 水 应 起 冷 凝 B R 蒸 气 的 作 用。由 于 反 应 中 同 时 有 HB生 成，所 以（Ill）中 烧 杯 内 的 液 体 作 用 是 吸 收 逸 出 的 HBr蒸 气。（2）因 B n 蒸 气 和 演 化 氢 气 体 都 可 以 跟 橡 胶 制 品 起 加 成 反 应，使 橡 皮 变 脆 变 质，因 此 在 该 装 置 中 对 橡 皮 塞 和 橡 皮 管 要 采 取 一 定 的 保 护 措 施。（3）装 置（Ill）与 课 本 中 制 取 氯 化 氢 的 装 置 相 同，考 生 应 比 较 熟 悉

9、。本 题 是 一 道 综 合 实 验 题。实 验 所 依 据 的 化 学 反 应 虽 然 在 课 本 中 并 未 见 过，但 是 考 生 可 以 根 据 其 熟 悉 的 氯 化 钠 固 体 和 浓 硫 酸 反 应 制 氯 化 氢、浓 盐 酸 和 MnOz反 应 制 氯 气 两 个 反 应 联 想。推 理，进 行 知 识 迁 移、重 组 而 得 出 答 案。题 目 考 核 的 内 容 涉 及 面 广，既 有 实 验 原 理、装 置 的 作 用 和 原 理，还 要 注 意 实 验 的 细 节 和 考 虑 到 反 应 产 物 B0和 HB会 与 装 置 中 的 橡 皮 塞、橡 胶 管 发 生 加 成

10、 反 应 等，题 目 的 思 考 容 量 较 大,有 一 定 的 难 度。本 题 难 度 为 0.49,区 分 度 为 0.525。答 案（1）2NaBr+3H2S0,+Mn02 2NaHS0l+MnS0,+2H20+Br2 t或 2NaBr+2H2SOl+MnO2 NazSCh+MnSO/2H2+Brz t若 分 步 写：2NaBr+H2sol（浓）NaHSO.+HBr t（或 ZNaBr+HzSOa（浓）Na-zSO+HBr t）4HBr+MnO2-MnBr2+2H20+Br2 t也 可 冷 凝 吸 收 未 冷 凝 的 气 体（2）溪 蒸 气 会 腐 蚀 橡 皮 塞 和 橡 皮 管（3）当

11、 气 体 被 吸 收 时,液 体 上 升 到 漏 斗 中。由 于 漏 斗 的 容 积 较 大，导 致 烧 杯 中 液 面 下 降,使 漏 斗 口 脱 离 液 面,漏 斗 中 的 液 体 又 流 回 烧 杯 内，从 而 防 止 了 倒 吸.2.性 质：卤 化 氢 都 是 具 有 刺 激 性 臭 味 的 无 色 气 体。它 们 的 性 质 随 原 子 序 数 增 加 呈 现 规 律 性 的 变 化（见 图 21,其 中 HF因 生 成 氢 键,使 得 熔 沸 点 比 HC1的 高）。稳 定 性-HF HC1 HBr HI-酸 性 还 原 性 沸 点 图 21 卤 化 氢 的 性 质 变 化 变 律

12、 卤 化 氢 的 水 溶 液 称 氢 卤 酸，除 氢 氟 酸 是 弱 酸 外，其 它 皆 为 强 酸。但 是 氢 卤 酸 却 表 现 出 些 独 特 的 性 质，例 如 它 可 与 SiOz反 应：SiO2+4HF=SiF+2H2。（氢 氟 酸 能 腐 蚀 玻 璃，其 它 氢 卤 酸 不 能）。2-1 同 温 同 压 下 取 三 份 等 体 积 的 无 色 气 体 A,于 25、80、90C测 得 其 摩 尔 质 量 分 别 为 58。0,20。6,20。0 g/mol,再 与 25、80、90 下 各 取 1dm，（气 压 相 同）上 述 无 色 气 体 分 别 溶 于 10 dm：水 中，

13、形 成 的 溶 液 均 显 酸 性。（1）无 色 气 体 为（2）各 温 度 下 摩 尔 质 量 不 同 的 原 因 可 能 是（3）若 三 份 溶 液 的 体 积 相 同，其 物 质 的 量 浓 度 的 比 值 是 多 少？第 二 章 元 素 化 学 第 4 页 共 71页 例 2-3 贮 存 的 HI溶 液，和 空 气 中 氧 气 作 用 出 现 黄 色，可 在 加 入 一 些 Cu或 通 入 少 量 H2s后，过 滤 又 得 无 色 溶 液，前 者 生 成 白 色 Cui沉 淀，后 者 形 成 单 质 硫。(1)经 Cu或 H2s处 理 所 得 无 色 HI溶 液 比 原 HI溶 液(未

14、 经 氧 化 和 未 用 Cu或 H2S处 理 的)浓 度 大、小 或 不 变，简 述 理 由。(设 溶 液 的 体 积 保 持 不 变)(2)又 知 Cu能 氧 化 I一 为 h 写 出 Cu和 1一 反 应 的 离 子 方 程 式?(3)H2s和 r(两 者 的 物 质 的 量 浓 度 相 近)中 的 还 原 性 更 强 的 是 什 么 微 粒？(4)和 HzS相 遇 时，会 有 硫 生 成 吗？主 要 原 因 是 什 么？解 析 从 题 给 信 息 看 出，HI溶 液 在 空 气 中 发 生 反 应:41r+4r+0?=2Ha+12,由 于 有 碘 产 生 使 溶 液 呈 黄 色。若 在

15、 其 中 加 入 Cu,发 生 反 应 Cu+L=2CuI I使 溶 液 变 澄 清，但 HI浓 度 变 小；若 在 其 中 通 入 少 量 HzS,发 生 反 应 也 S+12=211+2+S I使 溶 液 变 澄 清，但 HI浓 度 保 持 不 变。(2)由 反 应 事 实 Cu+h=2CuI I可 推 出 反 应 2Cu+4 厂=2CuI I+L;(3)从 反 应 H2s+E=2H*+2I-+S I推 知 H2s的 还 原 性 比 r 更 强；(4)Cu*和 H2s相 遇 时,由 于 CuS的 溶 解 度 很 小，两 者 发 生 复 分 解 反 应 生 成 CuS沉 淀 的 速 率 远

16、大 于 两 者 发 生 氧 化 还 原 反 应 会 有 硫 生 成 的 速 率，随 着 反 应 Cu+H2s=CuS I+2H*的 进 行，溶 液 中 Cu”和 H2S 的 浓 度 不 断 降 低，故 不 会 有 硫 生 成。三、卤 素 氧 化 物 和 含 氧 酸 及 其 盐 卤 素 含 氧 酸 中 以 氯 的 含 氧 酸 最 重 要。氯 的 含 氧 酸 性 质 变 化 有 如 下 规 律 氧 化 性-HC10 HC102 HCIO3 HC10,-酸 性 稳 定 性(1)次 氯 酸 及 其 盐 HC10是 很 弱 的 酸(K/=2.95X10-)。它 很 不 稳 定，只 能 存 在 稀 溶 液

17、 中，且 会 慢 慢 自 行 分 解。2 HC1O=2HC1+O2 tHC1O是 强 的 氧 化 剂 和 漂 白 剂。漂 白 粉 是 C L 与 Ca(OH)z反 应 所 得 的 混 合 物，其 漂 白 作 用 就 是 基 于 CIO一 的 氧 化 性。(2)氯 酸 及 其 盐 HCICh是 强 酸，也 是 强 氧 化 剂。它 能 把 L 氧 化 成 H10”而 本 身 的 还 原 产 物 决 定 于 其 用 量。2HC1OK过 量)+L=2HIO3+CI2 或 5HC10a+3k(过 量)+3HQ=6HIO；t+5HClKCIO3是 重 要 的 氯 酸 盐。在 有 催 化 剂 存 在 时,它

18、 受 热 分 解 为 KC1和 02；若 无 催 化 剂，则 发 生 歧 化 反 应。4KC1O3=3KC1O1+KC1固 体 KCIO S是 强 氧 化 剂。它 与 易 燃 物 质，如 碳、硫、磷 或 有 机 物 质 混 合 后，一 受 撞 击 即 引 起 爆 炸 着 火，因 此 KC103常 用 来 制 造 炸 药、火 柴 和 焰 火 等。KC1Q,的 中 性 溶 液 不 显 氧 化 性，不 能 氧 化 K I,但 酸 化 后，即 可 将 r 氧 化。（3）高 氯 酸 及 其 盐 HC10,是 最 强 的 含 氧 酸。其 稀 溶 液 比 较 稳 定，氧 化 能 力 不 及 HC10：”但

19、浓 HC10,溶 液 是 强 的 氧 化 剂，与 有 机 物 质 接 触 会 发 生 爆 炸，使 用 时 必 须 十 分 小 心。（4）卤 素 含 氧 酸 盐 与 卤 离 子 的 反 应：除 氟 外，卤 素 含 氧 酸 盐 与 卤 离 子 在 酸 性 条 件 卜 发 生“反 歧 化”反 应。如：C10+Cr+2 H+=Cl2 t+H2OC103-+5CF+6 If=3C12 t+3H20I03-+51+6 H=3I2+3H20 例 22 氯、浪、碘 同 属 于 元 素 周 期 表 中 vn族。在 上 个 世 纪，人 们 很 早 就 得 到 了 高 氯 酸 和 高 碘 酸 及 其 盐。但 无 论

20、 用 什 么 方 法 都 得 不 到+7 价 浪 的 化 合 物。因 此，在 很 长 的 一 个 历 史 时 期，人 们 认 为 澳 不 会 表 现+7价。1968年，有 个 名 叫 AppcIman的 化 学 家 用 发 现 不 久 的 XeF2和 HBrQ,的 反 应，首 次 检 验 出 BrO 离 子。随 后 在 1971年 用 XeF,和 含 KOH、KBrO3的 水 溶 液 反 应，得 到 很 纯 的 KBrOi晶 体。（1）已 知 Xe&跟 水 反 应 放 出 氧 气 和 僦 气，氟 则 以 化 合 态 在 水 溶 液 里。试 写 出 配 平 的 化 学 方 程 式。（2）写 出

21、XeR和 含 KOH、KBrOs的 水 溶 液 反 应 得 到 KBrO,晶 体 的 化 学 方 程 式。（3）试 根 据 上 面 的 信 息 指 出 高 浸 酸 根 的 稳 定 性 与 pH值 的 关 系。解 析 由（1）的 题 给 信 息 可 见 XeFz与 水 反 应 后 留 在 溶 液 中 的 氟 呈 化 合 态.山 反 应 物 中 各 元 素 观 察，氟 在 溶 液 中 应 以 HF的 形 式 存 在。由（2）分 析，结 合（1）中 XeFz与 水 放&和 Xe,但 这 时 由 KBrO；生 成 KBrO”所 以 不 会 放 氧。XeFz与 水 有 HF生 成，但 在 KOH中 生

22、成 的 是 KF。（3）1968年 用 XeF?和 HBrCh的 反 应 得 到 BrO 但 量 少 且 不 稳 定，此 时 溶 液 是 酸 性 的。1971年 在 碱 性 溶 液 中 才 制 出 KBrO,晶 体，可 知 BrO 的 稳 定 性 与 溶 液 的 酸 碱 性 关 系 密 切。答 案：（1）2XeF2+2H2O=2Xe+O2+4HF；（2）XeFa+KBrO3+2KOH=KBrO.l+Xe+2KF+H2O（3）BrO 的 稳 定 性 随 溶 液 pH增 大 而 提 高。四、卤 素 互 化 物 和 拟 卤 素 1.卤 素 互 化 物第 二 章 元 素 化 学 第 6 页 共 71页

23、 由 两 种 卤 素 组 成 的 化 合 物 叫 做 卤 素 互 化 物。它 们 的 分 子 由 一 个 较 重 的 卤 原 子 和 奇 数 个 较 轻 的 卤 原 子 所 构 成。如 1&、BrCls、CIF3GIF5)等。(1)卤 素 互 化 物 绝 大 多 数 是 不 稳 定 的，具 有 较 强 的 化 学 活 性。(2)卤 素 互 化 物 与 大 多 数 金 属 和 非 金 属 作 用 生 成 相 应 的 卤 化 物。(3)卤 素 互 化 物 都 易 发 生 水 解。XXHzOIF3+H 2O(4)卤 素 互 化 物 一 般 可 由 卤 素 单 质 直 接 化 合 制 得。例 取 2.

24、5 克 KC10：,粉 末 置 于 冰 水 冷 却 的 锥 形 瓶 中，加 入 5.0克 研 细 的 L,再 注 入 3加 3水，在 4 5分 钟 内 不 断 振 荡，分 批 加 入 9 10cm、浓 H C 1,直 到 L完 全 消 失 为 止(整 个 反 应 过 程 保 持 在 40 以 下)。将 锥 形 瓶 置 于 冰 水 中 冷 却，得 到 橙 黄 色 的 晶 体 A。将 少 量 A置 于 室 温 下 的 干 燥 的 试 管 中，发 现 A有 升 华 现 象，用 湿 润 的 KI淀 粉 试 纸 在 管 口 检 测，试 纸 变 蓝.接 着 把 试 管 置 于 热 水 浴 中，有 黄 绿

25、色 的 气 体 生 成，管 内 的 固 体 逐 渐 变 成 红 棕 色 液 体。将 少 量 A分 别 和 KI,N a2s2O 3,112s等 溶 液 反 应，均 首 先 生 成 L。酸 性 的 K M nO,可 将 A氧 化，得 到 的 反 应 产 物 是 无 色 的 溶 液。(1)写 出 A的 化 学 式；写 出 上 述 制 备 A的 配 平 的 化 学 方 程 式。(2)写 出 A受 热 分 解 的 化 学 方 程 式。(3)写 出 A和 K I反 应 的 化 学 方 程 式。附：原 子 量 K 39.10；C1 35.45；I 126.9；0 16.002.某 些 负 价 的 阴 离

26、子 在 形 成 离 子 化 合 物 和 共 价 化 合 物 时，表 现 出 与 卤 离 子 相 似 的 性 质。在 自 由 状 态 时，其 性 质 与 卤 素 单 质 很 相 似，通 常 称 为 拟 卤 素。拟 卤 素 主 要 包 括 鼠(CN)2、硫 鼠(SCN)?、氧 鼠(0CN)2,它 们 的 阴 离 子 有 氟 离 子 CPF、硫 氟 酸 SC N-、氟 酸 根 离 子 C N O二 1.和 卤 素 的 单 质 相 似，在 水 中 也 有 水 解 作 用。如：(SCN)2+H，0=H SC N+H SC N O(CN%+20丁=CN-+C N O-+H202.和 卤 素 离 子 相 似

27、，阴 离 子 具 有 还 原 性，其 强 弱 顺 序 为：F-OCNCrBr-CNSCN_Fo如：2SCN-+(CN)2=2CN-+(SCN)2 例 23 含 有 农 药、染 料、酚、氟 化 物，以 及 引 起 色 度、臭 味 的 废 水，常 用 化 学 氧 化 法 进 行 处 理。所 用 的 氧 化 剂 有 氯 类(如 液 氯、漂 白 粉、次 氯 酸 钠 等)和 氧 类(如 空 气、臭氧、过 氧 化 氢、高 镒 酸 钾 等)。一 个 典 型 实 例 是 用 氯 氧 化 法 处 理 含 有 剧 毒 的 氟 化 物(含 CN-离 子)的 废 水。在 碱 性 条 件 下(pll=8.511),氯

28、气 可 将 氟 化 物 中 C k 氧 化 为 比 它 毒 性 小 一 千 倍 的 氟 酸 盐(含 CNO)。(1)写 出 含 S T 废 水 中 用 氯 气 氧 化，生 成 氟 酸 盐 时 的 离 子 方 程 式(2)若 使 含 CNO一 废 水 中 再 投 入 氯 气 可 使 CNO一 转 化 为 无 毒 的 气 体 等，写 出 这 个 反 应 的 离 子 方 程 式。(3)在 用 液 氯 不 便 的 地 区，可 用 漂 白 粉 处 理 含 C2 的 废 水，若 将 其 氧 化 为 C N O,写 出 反 应 的 离 子 方 程 式。解 析 这 是 一 题 联 系 有 关 废 水 的 处

29、理 方 法，要 求 运 用 化 学 原 理 写 出 相 应 的 离 子 方 程 式。从 题 给 信 息“氧 化 CN一 为 CNO-”“CN(F氧 化 为 无 毒 气 体”，推 出 CNO一 中 元 素 应 转 化 为 2、C02方 可 无 毒；再 从 题 给 信 息 找 出 pH=8.511为 弱 碱 性 条 件，有 逸 出 CO?的 可 能；最 后 根 据 有 关 原 理 得 出 答 案。(1)CN-+20ir+Cl2=CN0+2Cr+H20；(2)2 CNO-+C 12+40Ir=2C02+N2+6Cl-+2H20；(3)CN_+C1O-=CNO+Cl-o 例 2-6 取 2.5 克 K

30、ClOs粉 末 置 于 冰 水 冷 却 的 锥 形 瓶 中，加 入 5.0 克 研 细 的 L,再 注 入 3cm：水，在 45分 钟 内 不 断 振 荡，分 批 加 入 9 10cm：浓 HC1,直 到 h 完 全 消 失 为 止(整 个 反 应 过 程 保 持 在 40 以 下)。将 锥 形 瓶 置 于 冰 水 中 冷 却，得 到 橙 黄 色 的 晶 体 A。将 少 量 A 置 于 室 温 下 的 干 燥 的 试 管 中，发 现 A 有 升 华 现 象，用 湿 润 的 KI一 淀 粉 试 纸 在 管 口 检 测，试 纸 变 蓝.接 着 把 试 管 置 于 热 水 浴 中，有 黄 绿 色 的

31、 气 体 生 成，管 内 的 固 体 逐 渐 变 成 红 棕 色 液 体。将 少 量 A 分 别 和 KI,Na&03,HaS等 溶 液 反 应，均 首 先 生 成 酸 性 的 KMnO,可 将 A 氧 化，得 到 的 反 应 产 物 是 无 色 的 溶 液。(1)写 出 A 的 化 学 式；写 出 上 述 制 备 A 的 配 平 的 化 学 方 程 式。(2)写 出 A 受 热 分 解 的 化 学 方 程 式。(3)写 出 A 和 KI反 应 的 化 学 方 程 式。附：原 子 量 K 39.10；C1 35.45；I 126.9；0 16.00答 IC13,KC10-b I2+6HC1=2

32、IC13+KC1+3H2O(2)IC13=IC1+C12(3)ICl3+3 r=2 I2+3Cl【训 练 题】1.氯 化 碘(IC1)的 化 学 性 质 跟 氯 气 相 似，预 计 它 跟 水 反 应 的 最 初 反 应 物 是()(A)HI 和 HC1O(B)HC1 和 IHI0(C)HC103n HIO(D)HC1O 和 HI02.密 度 为 d g/cnf的 盐 酸 中，逐 滴 滴 入 AgNO：,溶 液，直 到 沉 淀 完 全 为 止。已 知 沉 淀 的 质 量第 二 章 元 素 化 学 第 8 页 共 71页 和 原 盐 酸 的 质 量 相 等，则 原 盐 酸 的 物 质 的 量 浓

33、 度(mol/L)为()(A)25.4d(B)12.7c(C)6.97d(D)6.35d3.G、Q、X、Y、Z 均 为 含 氯 的 化 合 物，我 们 不 了 解 它 们 的 分 子 式(或 化 学 式)，但 知 道 它 们 在 一 定 条 件 下 具 有 如 下 的 转 换 关 系(未 配 平)：(1)G-Q+NaCl(2)Q+H20 电 解 X+H2(3)Y+NaOH-G+Q+H20(4)Z+NaOH f X+Q+HQ这 五 种 化 合 物 中 氯 的 化 合 价 由 低 到 高 的 顺 序 为 一 _ o4.智 利 硝 石 层 中 含 有 碘 酸 钠，可 用 亚 硫 酸 氢 钠 与 其

34、反 应 来 制 备 单 质 碘。(1)试 配 平 该 反 应 的 化 学 方 程 式，并 用 短 线 表 示 电 子 转 移 方 向 与 数 目 NalOj+DNaHSOs 口 NaHSO】+UNazSO,+D L+OHjO(2)已 知 含 氧 酸 盐 的 氧 化 作 用 随 溶 液 酸 性 的 加 强 而 增 强，在 制 备 试 验 时，定 时 取 样，并 用 酸 化 的 氯 化 钢 来 检 测 SO厂 离 子 生 成 的 量，发 现 开 始 阶 段 反 应 速 率 呈 递 增 的 趋 势，试 简 述 这 变 化 趋 势 发 生 的 原 因？5.1810年 叙 元 素 被 发 现，170年

35、来 化 学 家 们 试 图 用 化 学 方 法 制 F?愿 望 一 直 未 能 实 现。1986年 Karl Christe终 于 由 HF制 F”请 配 平：KMnOi+KF+HF+H202-K2MnF6+SbCl5+HF f SbFs+KjMnFe+SbF5-K S b Fc+MnF:)+6.每 14t海 水 中 约 含 有 1kg澳。工 业 上 从 海 水 中 制 取 浪 的 方 法 是 在 383K时，将 氯 气 通 入 PH=3.5的 海 水 中，使 氯 气 氧 化 浸 离 子 而 得 到 单 质 溪。置 换 出 的 浪 用 空 气 吹 出，并 吸 收 在 碳 酸 钠 溶 液 中，澳

36、 发 生 歧 化 反 应 生 成 澳 化 物 和 澳 酸 盐。当 用 硫 酸 酸 化 溶 液 时 澳 又 从 溶 液 中 析 出。试 写 出 制 溟 过 程 有 关 化 学 方 程 式。7.(1)在 合 成 氨 工 业 中，用 LOs来 定 量 测 量 C0的 含 量，写 出 反 应 的 化 学 方 程 式；(2)氯 酸 是 一 种 强 酸，在 氯 酸 溶 液 中，当 其 质 量 分 数 超 过 40%时，它 就 会 迅 速 分 解，产 生 种 更 强 的 酸，同 时 产 生 A、B 两 种 气 体，它 们 的 物 质 的 量 之 比 为 15：8,实 验 证 明，A 能 使 余 烬 木 条

37、复 燃，B 能 使 湿 润 的 淀 粉-KI试 纸 变 蓝。试 写 出 氯 酸 分 解 的 化 学 方 程 式；(3)L0,和 IQs都 是 碘 酸 盐，属 离 子 化 合 物。试 用 离 子 式(如 Na*C 和 Mg?。?一)表 示 之。8.古 代 地 中 海 沿 岸 出 产 一 种 贵 重 的 染 料，古 罗 马 人 称 它 为 泰 雅 紫。当 时 人 们 是 从 小 的 紫 蜗 牛 中 提 取 它 的，制 备 1.5g泰 雅 紫 需 要 多 达 12000只 紫 蜗 牛.现 知 其 结 构 为 右 图 所 示 的 有 机 含 浪 化 合 物。多 年 前 已 早 用 人 合 成 出 来，

38、并 不 昂 贵。为 确 定 泰 雅 紫 含 有 溟 元 素，某 学 生 用 其 水 溶 液 滴 加 硝 酸 银 溶 液，未 见 沉 淀。他 查 阅 资 料 得 知 将 该 有 机 物 与 金 属 钠 共 熔,烧 至 红 热 后，冷 却。然 后 将 熔 渣 浸 水 待 充 分 溶 出 可 溶 物 后，过 滤，用 滤 液 再 滴 入 硝 酸 银 溶 液 又 没 出 现 应 有 有 色 沉 淀。/(1)泰 雅 紫 溶 液 不 与 硝 酸 银 溶 液 HI沉 淀 的 原 因 是。(2)第 二 次 的 浸 取 水 溶 液 与 硝 酸 银 溶 液 又 未 出 现 应 有 颜 色 的 沉 淀 是 因 为(3

39、)应 怎 样 检 出 第 二 次 实 验 滤 液 中 浪 元 素，方 法 一 是：;方 法 二 是：o9.已 知 A、B、C、D、E、F 6 种 物 质 之 间 有 下 图 所 示 的 转 化 关 系，请 填 写 各 物 质 的 化 学 式:A，B,C,D，E,F o10.二 氧 化 氯、三 氧 化 氯 某 些 性 质：1797年 Hoyle在 用 浓 硫 酸 和 氯 化 钾 反 应 制 得 具 有 爆 炸 性 的 黄 色 气 体；1815年 Davy使 2 体 积 黄 色 气 体 完 全 分 解，产 物 为 3 体 积，其 中 氧 利 氯 之 比 为 2：1,表 明 黄 色 气 体 是 氯

40、的 氧 化 物(当 时 氯、氧 的 分 子 式 沿 未 被 公 认)；1882年 Pebal测 定 黄 色 气 体 密 度，确 定 其 组 成 是 CIO?；干 氯 气 和 90 氯 酸 银 反 应 得 CIO?；湿 润 的 氯 酸 钾 和 草 酸 固 体 加 热 到 60 也 得 到 ClOz；CIO2和 臭 氧 得 三 氧 化 筑，后 者 在第 二 章 元 素 化 学 第 1 0 页 共 71页 强 性 溶 液 中 发 生 自 氧 化 还 原 反 应。（1）写 出 所 有 的 制 备（生 成）C102x CIO3的 反 应 方 程 式。（2）写 出 三 氧 化 氯 在 碱 性 液 中 自

41、氧 化 还 原 反 应 方 程 式。（3）二 氧 化 氯 在 碱 性 液 中 可 能 发 生 什 么 反 应？写 出 反 应 方 程 式。（4）若 1815年 时，氧、氯 的 分 子 式 已 被 公 认 为。2、C L,那 么 Davy的 实 验 结 果 是 否 就 能 确 定 黄 色 气 体 为 C102?（5）Pebal怎 样 确 定 黄 色 物 是 CIO”而 不 是 其 他？（6）请 用 实 验 确 定 黄 色 气 体 完 全 分 解 后 产 物 中 氧 和 氯 的 体 积 比 为 2：1?（7）若 二 氧 化 氯 分 解 不 完 全，则 在 按（6）进 行 实 验 时，可 能 出 现

42、 什 么 情 况？11.取 2.5gKC103粉 末 置 于 冰 水 冷 却 的 锥 形 瓶 中，加 入 5.0g研 细 的 L,再 注 入 3cm-水。在 45min钟 内 不 断 振 荡。分 批 加 入 9、10 cnf浓 HC1,直 到 h 完 全 消 失 为 止（整 个 反 应 过 程 保 持 在 40 以 下）。将 锥 形 瓶 置 于 冰 水 中 冷 却，得 到 橙 黄 色 晶 体 A。将 少 量 A 置 于 室 温 下 的 干 燥 试 管 中，发 现 A 有 升 华 现 象，用 湿 润 的 KI一 淀 粉 试 纸 在 管 口 检 测，试 纸 变 蓝。接 着 把 试 管 置 于 热

43、水 浴 中，有 黄 绿 色 的 气 体 生 成，管 内 的 固 体 逐 渐 变 成 红 棕 色 液 体。将 少 量 A 分 别 和 KI、Na2s3、M S 等 溶 液 反 应，均 首 先 生 成 酸 性 的 KMnO,可 将 A 氧 化，得 到 的 反 应 产 物 是 无 色 的 溶 液。（1）写 出 A 的 化 学 式；写 出 上 述 制 备 A的 配 平 的 化 学 方 程 式。（2）写 出 A 受 热 分 解 的 化 学 方 程 式。（3）写 出 A 和 KI反 应 的 化 学 方 程 式。12.一 定 条 件 下，将 KClOs加 热，使 其 部 分 分 解，然 后 向 反 应 物

44、中 加 入 足 量 的 浓 硫 酸 并 加 热 再 发 生 如 下 反 应：KClOa+5KC1+3H2soi=3C12 t+3K2soi+3H20如 果 原 KC103为 A mol,第 一 步 加 热 反 应 中 分 解 率 为 a,两 步 反 应 后 生 成 气 体 总 物 质 的 量 为 B mol,问：（1）计 算 氯 元 素 全 部 转 化 为 氯 气 时，a 和 B 的 值 是 多 少？（2）讨 论 a 在 不 同 取 值 范 围 内 的 B 值，并 与（1）中 所 得 B 值 比 较 确 定 该 反 应 中 B 的 最 大 值。13.氟 是 种 氧 化 性 极 强 的 非 金

45、属 元 素，它 甚 至 能 与 X e 在 一 定 压 强 下 直 接 化 合，生 成 XeF2 XeF”、XeR等 固 体，这 些 固 体 都 容 易 发 生 水 解。其 中，XeF?与 4 0 仅 发 生 氧 化 还 原 反 应，XeFe与 H Q 仅 发 生 非 氧 化 还 原 反 应；XeF 与 4 0 反 应 时，有 一 半 物 质 的 量 的 XeF”与 发 生 氧 化 还 原 反 应，另 外 一 半 物 质 的 量 的 XeFi则 发 生 歧 化 反 应：3Xe+fXe+2Xe*6。氟 的 碱 土 金 属 盐，除 Be&外，其 余 均 为 难 溶 于 水 的 盐。试 通 过 计

46、算 回 答 下 列 问 题：(I)XeFe完 全 水 解 后 的 固 体 物 质 A 极 不 稳 定 易 转 化 为 单 质 而 呈 强 氧 化 性。A 为 分 子 晶 体。将 适 量 的 A 投 入 30mL0.lmol/LMrf的 水 溶 液 中，刚 好 完 全 反 应，放 出 唯 种 气 体 单 质,该 气 体 单 质 在 标 准 状 况 下 的 体 积 为 56mL。则：I、A 为 何 物？并 通 过 计 算 确 定 反 应 产 物，写 出 反 应 的 化 学 方 程 式。【答 工 A 为 Xe03Xe的 物 质 的 量=56 x 10-3 L22AL/mol=2.5X 10 mol由

47、 Xe。3 f x e 可 知 I,转 移 的 电 子 数 为 6X2.5X10 mol=l.5X10 mol根 据 得 失 电 子 相 等,有 1.5X10/01=30X 10-LX0.Imol/LX(n-2),得 n=7即 氧 化 产 物 中 Mn元 素 的 氧 化 数(化 合 价)为+7,在 水 溶 液 中 应 为 相 关 的 离 子 方 程 式 为：5 XeO3+6 M n2+9 H2O=6 M n O+5Xe t+18 H+II、描 述 该 反 应 的 实 验 现 象。【答：反 应 过 程 中 有 气 泡 产 生，反 应 后 溶 液 呈 紫 红 色】III、若 将 原 溶 液 稀 释

48、 至 90mL,计 算 稀 释 后 溶 液 的 PH值。【解 工 由 上 式 可 知：”+的 物 质 的 量=3义 的 物 质 的 量=3X0.1X30X 10-3=9X 10-3mol”+=9X 10-34-0.09=0.l(mol/L),PH=1(2)将 20.73gXeF,溶 解 在 大 量 水 中，使 之 水 解 完 全。再 向 水 解 后 的 溶 液 中 加 入 过 量 的 Ba(0H)2,产 生 56.28g沉 淀。当 把 该 沉 淀 过 滤、干 燥，最 后 加 热 到 600 以 上 时，则 生 成 有 助 燃 性 的 气 体 混 和 物。试 通 过 计 算 确 定 56.28g

49、沉 淀 为 何 物？写 出 所 进 行 反 应 的 化 学 方 程 式。【解 工 Xe瓦 i的 物 质 的 量=2O.7%07 3=O mol3 XeF4+6 H2O=Xe+2 XeO3+12HF-1)XeF4+2 H2 O=Xe+O2+4HF 2)将 以 上 两 式 合 并 23 X3+123可 得:6 XeF4+12”2 O=4Xe+3。2+2 XeO3+24HF第 二 章 元 素 化 学 第 1 2 页 共 71页 24 1若 沉 淀 全 部 为 8。七，则 它 的 物 质 的 量=0.I X x=o.2moi，它 的 质 量=175X0.6 22=35g3与 0(。”为 反 应 生 成

50、 某 种 敷 酸 的 铁 盐。因 为 灼 烧 产 生 助 燃 性 的 气 体 混 和 物，该 气 体 混 和 物 据 前 面 信 息 可 知 应 为。2 和 Xe。设 此 分 子 式 为 xBaO y XeO3,则 它 的 质 量=56.28-35=21.28gXeO3的 物 质 的 量=XeF4的 物 质 的 量 X g=4 mol21.28-X 179.3BaO的 物 质 的 量=-3-=0.lmol153所 以 x：Y=3：1,其 赦 酸 盐 为 3BaO X e g 或 8。3乂 0。6,这 56.28g沉 淀 应 为 和 的 混 和 物。化 学 方 程 式 为：6 XeF4+12 2