Question

【題目】氟是一種鹵族元素。但它與其他鹵素在單質(zhì)和化合物的制備與性質(zhì)上存在較明顯的差異

（1）研究發(fā)現(xiàn)，SbF5能將MnF4從離子[MnF6]2-的鹽中反應(yīng)得到，SbF5轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定離子[SbF6]-的鹽。而MnF4很不穩(wěn)定，受熱易分解為MnF3和F2。根據(jù)以上研究寫出以K2MnF6和SbF5為原料，在423 K的溫度下制備F2的化學(xué)方程式：____________________。

（2）現(xiàn)代工業(yè)以電解熔融的氟氫化鉀(KHF2)和氟化氫(HF)混合物制備氟單質(zhì)，電解制氟裝置如圖所示。

①已知KHF2是一種酸式鹽，寫出陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)式______________。

②電解制氟時(shí)，要用鎳銅合金隔板將兩種氣體產(chǎn)物嚴(yán)格分開的原因是____________ 。

③HF的水溶液能用于蝕刻玻璃，其化學(xué)反應(yīng)方程式為：_____________________。

④已知25℃時(shí)，氫氟酸(HF)的電離平衡常數(shù)Ka＝3.6×10-4。某pH＝2的氫氟酸溶液，由水電離出的c(H+)＝_________mol/L；若將0.01 mol/L HF溶液與pH＝12的NaOH溶液等體積混合，則溶液中離子濃度大小關(guān)系為：__________________。

⑤又已知25℃時(shí)，溶度積常數(shù)Ksp(CaF2)＝1.46×10-10�，F(xiàn)向1L0.2 mol/L HF溶液中加入1L0.2 mol/L CaCl2溶液，____________(填“是”、“否”) 有沉淀產(chǎn)生，并通過列式計(jì)算說明__________________。

Answer 1

【答案】 2K2MnF6+4SbF54KSbF6+2MnF3+F2↑ 2HF2-+2e-=H2↑+4F- 氟氣和氫氣能發(fā)生劇烈反應(yīng)，引發(fā)爆炸 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 10-12 c(Na+)>c(F-)>c(OH-)>c(H+) 是 c(H+)=c(F-)=6×l0-3mol ·L-1，c(Ca2+)=0.lmol·L-1，c(F-)2·c(Ca2+)=3.6×10-5×0.1=3.6×10-6>1.46×10-10， 該體系有CaF2 沉淀

【解析】本題綜合考查化學(xué)反應(yīng)原理。（1）①以K2MnF6和SbF5為原料，在423 K的溫度下, K2MnF6和SbF5反應(yīng)先生成KSbF6和MnF4，MnF4受熱易分解為MnF3和F2，故其化學(xué)方程式：2K2MnF6+4SbF54KSbF6+2MnF3+F2↑；（2）①陰極上為氫離子(HF2-中的氫離子)放電生成氫氣，其電極反應(yīng)為：2HF2—+2e—=4F—+ H2↑；②F2與H2在暗處發(fā)生爆炸，因此電解制氟時(shí)，要用鎳銅合金隔板將兩種氣體產(chǎn)物嚴(yán)格分開；③玻璃的主要成分為二氧化硅，故HF與二氧化硅反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；④pH＝2的氫氟酸溶液，水的電離受到抑制，由水電離出的c(H+)水=c(OH—)水=c(OH—)== =10-12 mol/L；將0.01 mol/L HF溶液與pH＝12的NaOH溶液等體積混合，恰好完全中和，所得溶液溶質(zhì)為NaF，因F—水解，溶液呈堿性，結(jié)合電荷守恒可知溶液中離子濃度大小為：c(Na+)>c(F-)>c(OH-)>c(H+)，⑤兩溶液混合后，c(Ca2+)=0.1 mol/L，c(F—)= ，則Qc(CaF2)= c2(F-)×c(Ca2+)=(6×10-3mol/L)2×0.1 mol/L=3.6×10-6>Ksp(CaF2)，說明有沉淀產(chǎn)生。