武汉大学版无机化学课后习题答案__12卤素

武汉大学版无机化学课后习题答案__12卤素

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1、第十二章卤素1.卤素中哪些元素最活泼?为什么有氟至氯活泼性变化有一个突变?答:单质的活泼性次序为:F2>>Cl2>Br2>I2从F2到Cl2活泼性突变,其原因归结为F原子和F—离子的半径特别小。FClBrIF—Cl—Br—I—r/pm6499114133136181195216(1)由于F的原子半径非常小,F—F原子间的斥力和非键电子对的斥力较大,使F2的解离能(155KJ/mol)远小于Cl2的解离能(240KJ/mol)。(2)由于F-离子半径特别小,因此在形成化合物时,氟化物的离子键更强,键能或晶格能更大。由于F-离子半径特别

2、小,F-的水合放热比其他卤素离子多。2.举例说明卤素单质氧化性和卤离子X-还原性递变规律,并说明原因。答:氧化性顺序为:F2>Cl2>Br2>I2;还原性顺序为:I->Br->Cl->F-.尽管在同族中氯的电子亲合能最高,但最强的氧化剂却是氟卤素单质是很强的氧化剂,随着原子半径的增大,卤素的氧化能力依次减弱。尽管在同族中氯的电子亲合能最高,但最强的氧化剂却是氟。一种氧化剂在常温下,在水溶液中氧化能力的强弱,可用其标准电极电势值来表示,值的大小和下列过程有关(见课本P524)3.写出氯气与钛、铝、氢、水和碳酸钾作用的反应式,并注明必要

3、的反应条件。答:(1)2Cl2+Ti=TiCl4加热,干燥(2)3Cl2+2Al=2AlCl3加热,干燥(3)Cl2+H2=2HCl点燃(4)3Cl2+2P(过量)=2PCl3干燥5Cl2(过量)+2P=2PCl5干燥(5)Cl2+H2O=HClO+HCl(6)Cl2+2K2CO3+H2O=KCl+KClO+2KHCO34.试解释下列现象:(1)I2溶解在CCl4中得到紫色溶液,而I2在乙醚中却是红棕色。(2)I2难溶于水却易溶于KI中。答:(1)CCl4为非极性溶剂,I2溶在CCl4中后仍为分子状态,显示出I2单质在蒸气时的紫颜色

4、。而乙醚为极性溶剂,I2溶于乙醚时与溶剂间有溶剂合作用,形成的溶剂合物不再呈其单质蒸气的颜色,而呈红棕色。(2)I2以分子状态存在,在水中歧化部分很少,按相似相溶的原则,非极性的I2在水中溶解度很小。但I2在KI溶液中与I-相互作用生成I3—离子,I3—离子在水中的溶解度很大,因此,I2易溶于KI溶液。5.溴能从含碘离子的溶液中取代出碘,碘又能从溴酸钾溶液中取代出溴,这两者有矛盾吗?为什么?答:Eθ(Br2/Br-)>Eθ(I2/I-),因此Br2能从I-溶液中置换出I2,Br2+2I-===2Br-+I2。因此,I2能从KBrO3

5、溶液中置换出Br22BrO3-+I2===Br2+2IO-31.为什么AlF3的熔点高达1563K,而AlCl3的熔点却只有463K?答:查表知元素的电负性为Al-1.61F-3.98Cl-3.16电负性差为:AlF32.37;AlC131.55。一般认为,电负性差大于1.7的二元素组成的化合物为离子化合物,小于1.7则二元素组成的化合物为共价化合物。可见MF3为典型的离子化合物,其熔点很高;而AlCl3为共价化合物,其熔点较低。2.从下面元素电势图说明将氯气通入消石灰中得到漂白粉,而在漂白粉溶液中加入盐酸可产生氯气的原因。HClO

6、Cl2Cl-ClOCl2Cl答:因为Cl2通入消石灰是在碱性介质中作用的,又因为,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,,故而如下反应能够向右进行:HClO+Cl-+H+=Cl2+H2O3.写出下列制备过程的反应式,并注明条件:(1)从盐酸制备氯气;(2)从盐酸制备次氯酸;(3)从氯酸钾制高氯酸;(4)由海水制溴酸。答:(1)4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2+2H2O(2)4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2+2H2O2Cl2+H2O+CaCO3CaCl2+CO2+2HClO

7、(3)KClO33KClO4+KCl高氯酸钾比氯化钾溶解度小,可分离。KClO4+H2SO4=KHSO4+HClO4(1)Cl2+2Br-=2Cl-+Br23Na2CO3+3Br2=5NaBr+NaBrO3+3CO25Br-+BrO3-+6H+=3Br2+3H2O1.三瓶白色固体失去标签,它们分别是KClO、KClO3和KClO4,用什么方法加以鉴别?答: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与放出且溶液变黄的是KClO3;8K

8、C1O3+24HCl(浓)=9Cl2↑+8KCl+60ClO2(黄)+12H2O另一种则为KClO42.卤化氢可以通过哪些方法得到?每种方法在实际应用中的意义是什么?答:CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF↑以荧石为原料,反应在铅

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