11 卤素

第十一章 卤 素 p440 4. （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？ 解：（1）MnO4-+5Cl-+8H+ ＝ Mn2++5/2Cl2+4H2O lgK= 0592.0 )358.1491.1(5 −× =11.2331 K=1.7×1011 Cr2O72-+6Cl-+14H+ ＝ 2Cr3++3Cl2+7H2O lgK= 0592.0 )358.133.1(6 −× =－2.8378 K=1.45×10-5 MnO2+2Cl- +4H+ ＝ Mn2++Cl2+2H2O lgK= 0592.0 )358.1229.1(2 −× =－4.3581 K=4.38×10-5 （2）+) MnO2+4H++2e ＝ Mn2++2H2O ϕ 10=1.229V －) Cl2+2e ＝ 2Cl- ϕ 20=1.358V ϕ 1=ϕ 10 + 2 0592.0 lg [ ][ ]+ + 2 4 Mn H 令[Mn2+]=1mol·L-1 =ϕ 10 + 2 0592.0 lg[H+]4 ϕ 2=ϕ 20 + 2 0592.0 lg [ ]22−Cl PCl 令PCl2=1atm(101.3×103Pa) 因是MnO2与HCl反应，故初始时[H+]=[Cl-]=X 反应发生有 ϕ 1＞ϕ 2 即 1.229+ 2 0592.0 lgX4＞1.358-0.0592lgX 1.229+2×0.0592X＞1.358-0.0592lgX （2×0.0592+0.0592）lgX＞1.358-1.229 lgX＞0.7264 X＞5.3（mol·L-1） 8. 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。 解： ϕ B0 BrO3- 519.0 2 1 Br2 065.1 Br- 3Br2+6OH- ＝ BrO3-+5Br-+3H2O lgK= 0592.0 0nE = ( ) 0592.0 519.0065.15 −× =46.1149 K=1.30×1046 10. 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- ϕ 10=0.535V I2（aq）+2e ＝ 2I- ϕ 20=0.621V 解： 在I2的饱和溶液中有平衡: I2（s） ＝ I2（aq） （1） 将（1）式两端各加上 2I- 有 K=[I2] 饱和 I2（s）+2I- ＝ I2（aq）+2I- （2） （2）式可分解为两个电对，即 I2（s）+2e ＝ 2I- ϕ 10=0.535V （3） I2（aq）+2e ＝ 2I- ϕ 20=0.621V （4） （4）式中I2（aq）表示[I2]=1mol·L-1，因此对于[I2]饱和时 应有 ϕ 2=ϕ 20 + 2 0592.0 lg [ ] [ ]22 −I I 饱和 ϕ 1=ϕ 10 + 2 0592.0 lg [ ]21−I 对于（1）式，因是平衡状态 △G=－nEF=0 故E=0 E=ϕ 1－ϕ 2 =0 （0.535+ 2 0592.0 lg 2][ 1 −I ）－（0.621+ 2 0592.0 lg 2 2 ][ ][ −I I 饱和 ）=0 有 0.535=0.621+ 2 0592.0 lg[I2]饱和 [I2]饱和 =1.24×10-3 11. 完成并配平下列反应方程式： （1）2Cl2+2Ba(OH)2 ＝ BaCl2+Ba(ClO)2+2H2O （2） 3Cl2+KI+6KOH ＝ 6KCl+KIO3+2H2O ϕ B0Cl2/Cl-=1.36V ϕ B0IO3-/I-=0.26V （3） Br2+2KI ＝ 2KBr+I2 （4）5NaBr+NaBrO3+3H2SO4 ＝ 3Br2+3Na2SO4+3H2O （5）I2+H2SO3+H2O ＝ 2HI+H2SO4 （6）5I-+IO3-+3H2SO4 ＝ 3I2+3H2O+3SO42- 13. 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。 （1） NaClO+2KI+H2O ＝ I2+NaCl+2KOH ϕ B0ClO-/Cl- = 0.81V ＞ ϕ B0I2/I-=0.535V A：I2 （2）5NaClO+I2+2NaOH ＝ 5NaCl+2NaIO3+H2O ϕ B0 ClO-/Cl- =0.81V ＞ ϕ B0 IO3-/I2=0.205V B：IO3- （3）2IO3-+5SO32-+2H+ ＝ I2+5SO42-+H2O ϕ B0 IO3-/I2=1.195V ＞ ϕ B0 SO42- / SO32-=0.20V （4）I2+H2SO3+H2O ＝ 2HI+H2SO4 ϕ A0I2/I-=0.535V ＞ ϕ A0SO32-/H2SO4=0.20V C：I- （5）IO3-+5I-+6H+ ＝ 3I2+3H2O ϕ A0IO3-/I2=1.195V ＞ ϕ A0I2/I-=0.535V 14. 将 0.100 mol I2溶解在 1.00L 0.100 mol·L-1KI溶液中而得到I3-溶液。I3-生成反应 的KC值 0.752，求I3-溶液中I2的浓度。 解： I2(aq ) + I- = I3- 初 0.100 0.100 平 0.100－x 0.100－x x 2)100.0( x x − = Kc =0.725 22.0100.0 xx x +− =0.725 0.725x2－0.145x+7.25×10-3 = x 0.725x－1.146x+7.25×10-3 = 0 x2－0.2014x+0.01=0 x=6.6×10-3mol·.L-1 [I2]=0.100－6.6×10-3 =9.34×10-2 mol·L-1 17. 什么叫卤素互化物？写出ClF3，BrF5和IF7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。这些化合物的主要用途是什么？ 答：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.用途 ClF3，BrF5，IF7 作 氧化剂， 使金属或金属的其他卤化物转化为金属氟化物，故又称为氟化剂 。(其中心原子杂 化轨道、分子电子构型、分子构型见 教材 民兵爆破地雷教材pdf初中剪纸校本课程教材衍纸校本课程教材排球校本教材中国舞蹈家协会第四版四级教材 P423) 19. 电解食盐水时，用隔膜法在阴极上逸出的是氢气而用汞阴极法在阴极析出的却是 金属钠，为什么？ 答：阴极上，电对的电极电势愈正，相应的氧化型物质愈容易放电。电解食盐水溶液时，H+， Na+可在阴极放电析出H2或Na。当隔膜法电解时，铁网作阴极，ϕH+/H2 ＞＞ϕNa+/Na(前者 在纯水中约为ϕH+/H2=－0.414V，ϕNa+/Na=－2.17V) 但采用汞阴极法时，汞作阴极。一方面由于H2在汞上有很大的超电势，使实际的ϕH+/H2更负； 另一方面由于Na可与Hg形成钠汞齐ϕ Na+/Na-Hg＞ϕNa+/Na，结果使得有关钠的电势变得更 正，故而Na+放电。