北师大无机学四版习题答案11章卤素

1、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乍2巾_=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2KHF2=2KFf+H2+F2f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。氟在本族元素中有哪些特殊性？氟化氢和氢氟

2、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，氟的氧化态呈一1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Min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

3、溶液(XeF2，HSO3F，SF6及MF6(M：Mo、W、U、Re、Os)在HF中可溶解但不离解)(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-K；2.44.7x10-4HF+F-=HF-K；=525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5mo1.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

4、如，CaF2难溶，而其他CaX2易溶。(1)根据电极电势比较KMnO4、K2Cr2O7和MnO2与盐酸(1moldm-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C12，盐酸的最低浓度是多少？解:(1)查酸表：E帥C1-F358VEMnO-/Mn2+=；.491VE&207-/Cr3+=1.33VEMnO2/Mn2+=1.228V所以KMnO4能氧化Cl-得到Cl2，而K2Cr2O7、MnO2在盐酸浓度为lmoldm_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+4H+2e-fMn2+2H2OEe=1.228VCl2+2e-2C1-Ee=

5、1.358V/MnO-Mn2+.O59/2lgH+4/皿2+他心-+O.O59/2lg(pc加)/ci-2Mn2+lmoldm-3,pl在HCl中，H+Cl-,故0.059/2佻H+4gl/H+2We/MnO/Mn2+24则0.059/2lgH+61.3581.2880.13lgH+0.734H+5.42(moldm-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。0.1591.065解：BrO3-BrBr-3Br2+6OH-5Br-+BrO3-+3H2OlgKenEe0.0595x(1.0650.519)/0.05946.27/Ke1.87

6、x104611.5三氟化氮NF3(沸点一129C)不显Lewis碱性，而相对分子质量最低的化合物NH3(沸点33C)却是个人所共知的Lewis碱.(a)说明它们挥发性差别如此之大的原因；(b)说明它们碱性不同的原因。解：(a)NF3的挥发性较NH3低，主要是由于氨气中NH3分子间存在较强的氢键，使其不易挥发，因而沸点较nf3高。(b)NH3的碱性强于NF3。从结构式来看，它们均为三角锥形，表观上N均有一孤对电子,但NF3分子中，由于F的强吸电子能力，使得N上的电子密度减弱，同质子等Lewis酸结合的能力减小；NH3中N周围的电子密度较NF3的N要大很多，故碱性强。11.6卤盐中制取Br2可用氯

7、气氧化法。不过从热力学观点看Br-可被O2氧化为Br2，为什么不用O2来制取Br2?解：Br-用C12氧化C12(g)+2Br-(aq)-2CI-(aq)+Br2(g)Ee1.351.070.26V得到的挥发性Br2以蒸汽空气混合物形式离开体系，从热力学角度Br-在酸性溶液中可被O2所氧化：O2(g)+4Br-(aq)+4H+(aq)-2H2O(l)+2Br2(l)Ee1.231.070.16V但该反应在Ph7的溶液中不能进行(E=0.15V)。尽管在碱性溶液中反应在力学上是有利的，但反应速率是否足够大则值得怀疑，这是因为O2的反应将涉及到0.6V的过电位。即使在酸性溶液中反应速率也较大的话，

8、但由于需要将大量的盐卤酸化，然后又要将废液中和(环保要求)，在经济上显然没有吸引力。11.7通C12于消石灰中，可得漂白粉，而在漂白粉溶液中加入盐酸可产生C12，试用电极电势说明这两个现象。解：1.56V1.36VE令C12C1-A20.40V1.36VE令C12C1-B2当C12通入消石灰溶液中时是碱性介质，E0Cl2/Cl-E0ClO-/Cl2,C12可发生歧化反应：2C12+2Ca(OH/Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O得到的产物是漂白粉。加盐酸到漂白粉溶液中，使体系酸化，此时，E乱心_E/，所以I-被ClO-氧化为12（蓝色），当NaClO过量时，由于E&O_/ci_EIO討I2

9、，所以I2继续被氧化为IOf（无色），酸化并加入Na2SO3后,由于EO_/12E治一/So2_，所以IO亍被SO2-还原为12,又显蓝色。当Na2SO3过量时，由于E/E治-/so2-，所以SO3-能将生成的I2还原为I-。再加入NaIO3后，由于E务-/I2eg/l-，所以IO-能将I-氧化成I2,本身也被还原成I2，各步反应方程式如下：（1）ClO-+2I-+H2O=I2+Cl-+2OH-（蓝色A）（2）5C1O-+I2+2OH-=5Cl-+2IO-+H2O（无色B）（3）2IO-+5SO2-+H2O=I2+5SO#-+H2O（蓝色又复现）（4）I2+SO2-+H2O=2I-+SO4-+

10、2H+（无色C）（5）5I-+IO-+6H+=3I2+3H2O（蓝色A复现）11.13写出碘酸和过量H2O2反应的方程式，如在该体系中加入淀粉，会看到什么现象？解：过氧化氢可还原碘酸为游离碘，碘遇淀粉变蓝色。5H2O2+2HIO35O2t+I2+6H2O但一段时间后蓝色又会消失。I2+5H2O22HIO3+4H2O写出三个具有共价键的金属卤化物的分子式，并说明这种类型卤化物的共同特性。解：AlC13，SnCl4，TiCl4这些卤化物的共同特点：熔、沸点一般较低，易挥发，能溶于非极性溶剂，在水中强烈水解。什么叫多卤化物？与I-离子比较，形成Br-、Cl-离子的趋势怎样？解：卤化物与卤素单质或卤素

11、互化物加合所生成的化合物称为多卤化物。与I3-离子比较，形成Br-、Cl-趋势逐渐减弱.什么是卤素互化物？（a）写出ClF3、BrF3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。(b)下列化合物与BrF3，接触时存在爆炸危险吗？说明原因。SbF5；CH3OH；F2；S2Cl2，(c)为什么卤素互化物常是反磁性共价型而且比卤素化学活性大？解：(a)不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物称为卤素互化物。C1F3中心原子Cl提供sp3d2杂化轨道间F成键，分子的电子空间构型是三角双锥，分子构型是T型；XeF6：不规则八面体构型；XeO3：三角锥构型；(b)BrF3是强氧化剂，如遇

12、还原剂可能会发生反应而爆炸。SbF5遇BrF3时不会反应。CH3OH遇BrF3时存在爆炸危险。F2遇BrF3时不存在爆炸危险。S2Cl2遇BrF3时存在爆炸危险.IF7：I以sp3d3杂化轨道同F成键，形成五角双锥空间构型。(c)光电子能谱表明卤素互化物，例如混合型二卤素分子XX中的分子轨道能级顺序3OVInV2n，这一顺序与同核双原子卤素分子的顺序相同，因而其电子填充情形与、相似，在XX中没有未成对电子，故显反磁性。11.17实验室有一卤化钙，易溶于水，试利用浓H2SO4确定此盐的性质和名称。解：因CaF2难溶于水，故该卤化钙不是CaF2。加浓H2SO4于固体CaX2中，若制得的HX中因含有碘蒸汽而显紫色并有臭鸡蛋味时，则是CaI2。CaI2+H2SO4=CaSO4+2Hlf8HI+H2SO4（浓）=4I2+H2Sf+4H2O若制得的HX中含有红棕色液滴和刺激性红棕色气体溴以及SO2气体时，则是CaBr2。CaBr2+H2SO4=CaSO4+2HBrf2HBr+H2SO4（浓）=