Question

【題目】某化學小組在查閱文獻及實驗探究的基礎上，深刻地認識了鹵素的性質。

I．F2與C12的相似性。1971年N．H．Studier和E．H．Appelman從冰(－40℃)的氟化作用中首次發現F2、C12與水的反應相似。

(1)寫出氟氣與水發生上述反應的化學方程式_____________________________________。

II．次氯酸鈉和氯酸鉀的制備。按圖裝配儀器并檢查裝置的氣密性。

第一步：在錐形瓶內放約3g MnO2粉末，安全漏斗深入試管底部；

第二步：在管6中放4mL 6mol·L-1KOH溶液(放熱水浴中)，管7中放4mL 2mol· L-1NaOH溶液(放冰水浴中)。打開控制夾3，關閉控制夾4；

第三步：由漏斗加入15mL 9mol·L-1HC1溶液，緩慢加熱，控制氯氣均勻產生。熱水浴溫度控制在323K～328K；

第四步：一段時間后，停止加熱，……

(2)錐形瓶中用小試管的優點為_________________________________________________。

(3)停止加熱后的操作是____________________________________，再將管6和管7拆下。

(4)查閱文獻資料知道，將NaC1O溶液加熱，NaC1O分解可生成NaC1O3，據此推斷若將KC1O3加熱至673K，其分解的化學方程式為_____________________________________。

Ⅲ．C1-、Br-、I-的混合液中C1-的鑒定

已知：Ksp(AgC1)=1.8×10-10 Ksp(AgBr)=5.4×10-13 Ksp(AgI)=8.5×10-17

第一步：取2-3滴C1-、Br-、I-的混合液，加1滴6mol·L-1HNO3溶液酸化，滴加0.1mol·L-1AgNO3溶液至沉淀完全，加熱2min，離心分離，棄去溶液：

第二步：在沉淀中加入5～10滴2mol·L-1NH3·H2O溶液，劇烈攪拌，并溫熱1min，離心沉降，移清液于另一只試管中。

(5)已知，設平衡時[Ag(NH3)2]+濃度為0.1mol·L-1，則溶解AgBr沉淀所需氨水的最低濃度約為_______mol·L-1()。

(6)根據上述計算，可推知清液中溶質主要成分的化學式為_________________________。

第三步：清液用6mol·L-1HNO3酸化，

(7)現象是_______________________________________________，證實C1-存在。反應的離子方程式為__________________________________________________。

Answer 1

【答案】F2+H2O HFO+HF 節省藥品（答“液封”也對） 關閉控制夾3，打開控制夾4 4KClO33KClO4+KCl 43（或43.2） [Ag(NH3)2] Cl 有白色沉淀生成 [Ag(NH3)2]++Cl-+2H+=AgCl+2NH4+

【解析】

根據氯氣和水的反應分析氟和水的反應方程式。根據已知信息，溫度高時鹽會發生歧化反應分析氯酸鉀加熱條件下生成的產物。根據溶度積的大小分析沉淀和先后順序和溶解順。

（1）根據氯氣和水反應生成鹽酸和次氯酸分析，氟和水的方程式為：F2+H2O HFO+HF；

（2）錐形瓶中放置的為二氧化錳，通過長頸漏斗加入濃鹽酸，放置一個小試管時，鹽酸將小試管充滿后才流出，與二氧化錳接觸，并且封住長頸漏斗的下端，即液封，不會讓氯氣從中逸出，這樣做節省藥品。

（3）停止加入后，裝置中仍產生氯氣，關閉控制夾3，打開控制夾4，將剩余的氯氣通入5中進行吸收，防止污染。

（4）查閱資料得到，溶液在加熱過程中發生歧化反應，同理可知，氯酸鉀在溫度更高的條件下也能分解，生成高氯酸鉀和氯化鉀，方程式為：4KClO33KClO4+KCl；

（5）平衡時[Ag(NH3)2]+濃度為0.1mol·L-1，則溴離子濃度也為0.1 mol·L-1，根據c(Ag+)c(Br-)= 5.4×10-13, ，分析有，解得NH3·H2O的濃度為43（或43.2）mol/L。

（6）根據上述計算可知，實驗中用于溶解沉淀的氨水的濃度為2mol/L，該濃度遠遠小于43mol/L，故溴化銀不可能溶解。根據溶度積分析，碘化銀的溶度積比溴化銀更小，故其更不可能溶解，氯化銀的溶解度最大，所以在沉淀中加入氨水，只有氯化銀溶解，故清液中溶質主要為[Ag(NH3)2] Cl；（7）當清液中加入硝酸時，溶液中有白色沉淀生成，證實有C1-存在，反應的離子方程式為:[Ag(NH3)2]++Cl-+2H+=AgCl+2NH4+.