无机化学习题解答第十一章 卤素和氧族元素

第十一章 卤素和氧组元素

习题

1． 解：工业制Cl2：

MgCl2(熔融)电解Mg Cl2

工业制Br2:

Cl2 ＋ 2NaBr → 2NaCl ＋ Br2

－－－

3CO32 ＋3Br2 → 5Br ＋ BrO3 ＋ 3CO2↑ －－＋

5Br ＋ BrO3 ＋ 6H → 3Br2 ＋ 3H2O

－－

2.解：（1）Cl2 ＋ 2Br → Br2 ＋ 2Cl

(2) 6Cl2 ＋ 6Ca(OH)2 （热）→ Ca(ClO3)2 ＋ 5CaCl2 ＋ 6H2O (3) 2HClO3 ＋ I2 → Cl2 ＋2HIO3

(4) 4KClO3 3KClO4KCl

3.解：（1） 电解

2NaCl ＋ 2H2O → 2NaOH ＋ H2↑ ＋ Cl2↑ Cl2 ＋ 2NaOH → NaClO ＋ NaCl ＋ H2O

2Cl2 ＋ 2Ca(OH)2 → Ca(ClO)2 ＋ CaCl2 ＋2H2O △

3Cl2 ＋ 6NaOH → NaClO3 ＋ 5NaCl ＋ 3H2↑ 冷却

NaClO3 ＋ KCl → KClO3 ＋ NaCl 电解

NaClO3 ＋ H2O → NaClO4 ＋ H2↑ NaClO4 ＋ HCl → HClO4 ＋ NaCl

(2) CaF2 ＋ 2H2SO4(浓) → Ca(HSO4)2 ＋ 2HF ↑ 2HF ＋ KOH → KHF2 ＋ H2O 电解

2KHF2 → 2KF ＋ H2↑＋ F2 ↑ (3) 2KI ＋ Cl2 → 2KCl ＋ I2

I2 ＋ 5Cl2 ＋ 6H2O → HClO3 ＋ 10HCl KOH ＋ HIO3 → KIO3 ＋ H2O

4. 解：（1） Cl2 ＋ 2KOH(冷) → KClO ＋ KCl ＋ H2O

（2）3Cl2 ＋ 6KOH(热) → KClO3 ＋5 KCl ＋3 H2O （3）KClO3 ＋ 6HCl → 3 Cl2↑＋ KCl ＋ 3 H2O

(4)

lO3 2KCMnO2l2KC3O2

(5) I2 ＋ 5H2O2 → 2 HIO3 ＋ 4 H2O

(6) KClO3 ＋ 6KI ＋ 3H2SO4 → KCl ＋ 3I2 ＋3 H2O ＋ 3K2SO4 5.解：（1）FeCl3与Br2能共存。

因为ψ?（BrO3 / Br2）＝1.5V，ψ? (Fe / Fe )＝0.771V,所以FeCl3与Br2不会

发生氧化还原反应，也不发生其他反应，故能共存。

3＋2＋－

(2) FeCl3与KI溶液不能共存。因为ψ? (Fe / Fe )＝0.771V ＞ ψ?（I2 /I）＝

3＋－2＋

0.535V,所以 2Fe ＋ 2I → 2Fe ＋ I2

－

(3)NaBr与NaBrO3在酸性溶液中不能共存。因为ψ?（BrO3 / Br2）＝1.5V

－－－ ＋

＞ ψ?（Br2 /Br）＝1.08V,所以 5Br ＋ BrO3＋ 6H→ 3Br2 ＋ 3H2O

－

(4) KI与KIO3在酸性溶液中不能共存。因为ψ?（IO3 / I2）＝1.19V ＞

－－－＋

ψ?（I2 /I）＝0.535V,所以 5I ＋ IO3 ＋ 6H → 3I2 ＋ 3 H2O

－－－

6.解：K? ＝ K1?·K2? /( Kw?)2 ＝ 3×105×2.9×108/ (1.0×1014)2

－

＝8.7×1015

－

7.解：ΔfHm?（O2,g）＝0, ΔfHm?（HCl,g）＝－92.307 kJ·mol1

－

ΔfHm?（H2O,l）＝－285.830kJ·mol1, ΔfHm?（Cl2,g）＝0 ΔrHm?＝(－92.307)×4－(－285.830)×2

－

＝202.432 (kJ·mol1)

压力增大，平衡左移，平衡常数不变； 升高温度，平衡右移，平衡常数变大。

－

3＋

2＋

8.解：ClO4 1.201ClO31.45Cl

因为 E?(右)＞E?（左），所以可能发生歧化反应。

E?＝E?（＋）－ E?（－） ＝1.45－1.201＝0.249 lgK ?＝nE / 0.0592＝ 6 × 0.249 ＝25.24

K ?＝1.74×1025

9.解：设有KI x mol,CaCl2 y mol.

2KI ＋ Cl2 → 2KCl ＋ I2 △M 2mol 70.9g 253.8g 182.9g

xmol (9.43－6.22)g x ＝ 2×(9.43－6.22)/ 182.9＝0.0351(mol) m(KI) ＝ (39.1＋126.9) x ＝5.827(g) CaCl2 ＋ Na2CO3 → CaCO3 ＋ 2NaCl

1mol 100g ymol 1.22g

－

y＝1.22×102(mol)

－

m(CaCl2)＝110.9×1.22×102＝1.353(g) m(NaCl)＝9.43－5.827－1.353＝2.25(g)

10. 解：ΔfHm?（H2O,l）＝ΔrHm?（1）－ΔrHm?（2）＋ΔrHm?（3）

－1/2ΔrHm?（4）－ΔrHm?（5）

＝－241.82－（－926.92）＋（－1070.6）－1/2（－498.34）－51.46

－

＝－187.79（kJ·mol1）

11. 解：A是SO2的水溶液。有关反应如下：

－－

（1） SO2 ＋ H2O ＋ 2OH→ SO32 ＋ 2H2O

－－＋＋－

（2） 5SO32 ＋ 2MnO4 ＋ 6H → 2Mn2 ＋ 5SO42 ＋3H2O

－＋

（3） SO42 ＋ Ba2 → BaSO4↓

12.解：A为Na2S2O3；B为SO2；C为S；D为BaSO4 有关反应如下：

－＋

S2O32 ＋ 2H → SO2↓ ＋ S↓ ＋ H2O

－－－＋

S2O32 ＋ 4Cl2 ＋ 5 H2O → 2SO42＋ 8Cl ＋10 H

－＋

SO42 ＋ Ba2 → BaSO4↓

－－

13.解：A为易溶碘化物（如KI）；B为浓 H2SO4；C为I2；D为I3；E为 S2O32；F为Cl2

有关反应如下：

8KI ＋ 9H2SO4(浓) → 4 I2 ＋ 8KHSO4 ＋ H2S↑＋4 H2O

－－

I2 ＋ I → I3

－－－

2 S2O32 ＋ I2 → S4O62 ＋ 2I

－－＋

5Cl2 ＋ I2 ＋ 6H2O → 10Cl ＋ 2IO3＋12H

－＋

S2O32 ＋2H → SO2↑＋ S↓＋ H2O

－－－＋

S2O32 ＋ 4Cl2 ＋ 5H2O → 2SO42＋ 8Cl＋10 H

－＋

SO42 ＋ Ba2 → BaSO4↓

14.解：可用稀HCl加以鉴别。各取少许分装于试管中，并加水配成溶液，再分别滴入稀盐

酸。其中：有臭气放出，该气体使湿润的Pb(OAc)2试纸变黑者为Na2S；有同上臭气放出且有黄色沉淀产生者为Na2S2；有使品红试纸褪色的气体产生者为Na2SO3；有使 品红试纸褪色的气体产生且有黄色沉淀生成者为Na2S2O3；无明显现象者为Na2SO4。 有关反应如下：

Na2S ＋ 2HCl → 2NaCl ＋H2S↑

Na2S2 ＋ 2HCl → 2NaCl ＋H2S↑＋ S↓ Na2SO3 ＋2HCl → 2NaCl ＋ SO2↑ ＋ H2O

Na2S2O3 ＋2HCl → 2NaCl ＋ SO2↑＋ S↓＋ H2O

－＋

15.解：（1）H2O2 ＋2 I ＋2 H → I2 ＋ 2H2O

－＋＋

(2) 5H2O2 ＋ 2MnO4 ＋ 6H → 5O2↑＋2Mn2＋8H2O

＋＋＋

(3) H2S ＋ 2Fe3 → S↓＋ 2Fe2 ＋ 2H

－－－

(4) 2S2O32 ＋I2 → S4O62 ＋2I

－－－＋

(5) S2O32 ＋ 4Cl2 ＋ 5H2O → 2SO42＋ 8Cl＋10 H (6) 共熔

Al2O3＋3K2S2O7 → Al2(SO4)3 ＋ 3 K2SO4

＋

（7） Ag

－＋－－＋

5S2O82 ＋ 2Mn2 ＋8H2O → 2MnO4＋10 SO42＋16 H

－－－

(8) AgBr ＋ 2S2O32 → [Ag(S2O3)2]3 ＋ Br

16.解：选用（NH4）2S2O8最合理。 欲从废铁屑制取NH4Fe(SO4)2·12H2O，需先将废铁屑与一定浓度的H2SO4反应，生成

FeSO4，再将FeSO4氧化成 Fe2（SO4）3，然后在Fe2（SO4）3溶液中加入（NH4）2 SO4， 配成饱和溶液，冷却此饱和溶液，即可析出NH4Fe(SO4)2·12H2O晶体。反应式如下： Fe ＋ H2SO4 → FeSO4 ＋ H2↑

2 FeSO4 ＋ (NH4)2 S2O8 → Fe2（SO4）3 ＋（NH4）2 SO4

Fe2（SO4）3 ＋（NH4）2 SO4＋24 H2O → 2NH4Fe(SO4)2·12H2O

可见，选用(NH4)2 S2O8作氧化剂，既可将FeSO4氧化为Fe2（SO4）3，有不引进其他杂

质，而且(NH4)2 S2O8被还原为（NH4）这是制取NH4Fe(SO4)2·12H2O需要的物质，2 SO4，不必另外再加入（NH4）2 SO4。