2022年2022年卤素和氧族元素习题解答 .pdf

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1、第十一章卤素和氧族思考题解析1解释下列现象：（1）在卤素化合物中，Cl、Br、I 可呈现多种氧化数。解：因为 Cl、Br、I 原子的价层电子排布为ns2np5，当参加反应时，未成对的电子可参与成键外，成对的电子也可拆开参与成键，故可呈现多种氧化数。（2）KI 溶液中通入氯气是，开始溶液呈现红棕色，继续通入氯气，颜色褪去。解：开始 I被 CI2氧化成 I2,使溶液呈现红棕色；继续通入氯气，I2被 Cl2氧化成无色的IO3，反应式如下：2I + Cl2 I2 + 2ClI2 + 5Cl2 + 6H2O 2IO3+ 10Cl+ 12H+2在氯水中分别加入下列物质，对氯水的可逆反应有何影响？（1）稀硫

2、酸（2）苛性钠（3）氯化钠解：氯水中存在如下平衡：Cl2 + H2O HClO + HCl（1）加入稀硫酸，平衡向左移动，Cl2从溶液中逸出；（2）加入苛性钠，平衡向右移动，有利于Cl2的歧化反应；（3）加入氯化钠，平衡向左移动，不利于Cl2的歧化反应。3怎样除去工业溴中少量Cl2？解：蒸馏工业溴时，加入少量KBr ，使其发生下列反应：Cl2 2KBr Br2 2KCl 4将 Cl2通入熟石灰中得到漂白粉，而向漂白粉中加入盐酸却产生Cl2，试解释之。解：因为上述过程发生了如下相应反应：3Ca(OH)2 + 2Cl2 Ca(ClO)2 + CaCl2 Ca(OH)2 H2O + H2O Ca(C

3、lO)2 + 4HCl 2Cl2 + CaCl2 + 2H2O40以下名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - - 5试用三种简便的方法鉴别NaCl、NaBr、NaI。解： （1）AgNO3 （A）Cl Ag AgCl 白色（B）Br Ag AgBr 淡黄色（C）I Ag AgI 黄色（2）Cl2水 CCl4（A）2NaBr Cl4 2NaCl Br2在 CCl4中呈桔黄色（B）2NaI Cl4 2NaCl I2在 CCl4

4、中呈紫红色（3）浓 H2SO4（A）NaCl H2SO4 NaHSO4 HCl （B）NaBr H2SO4 NaHSO4 HBr 2 HBr H2SO4 Br2 2H2O SO2 使品红试纸褪色（C）NaI H2SO4 NaHSO4 HI 8HI H2SO4 4I2 4H2O H2S 使 Pb(OAc)2试纸变黑6下列两个反应在酸性介质中均能发生，如何解释？（1）Br2 2I 2Br I2（2）2BrO3 I2 2IO3 Br2解： （1）E（Br2/ Br） 1.065V E（I2/I） 0.5355V，反应能进行。（2）E（BrO3/ Br2） 1.5VE（IO3/I ） 1.195V，反

5、应能进行。7解释下列现象：（1）I2在水中的溶解度较小，而KI 在溶液中的溶解度大。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 12 页 - - - - - - - - - 解：因 I2在KI 溶液中能形成I3，即 I2+I I3，从而使 I2的溶解度增大。（2）I可被 Fe3氧化，但加入F后就不被 Fe3氧化。解：加入 F，因 F与 Fe3能形成 FeF6 3，使 c(Fe3)降低，致使E(Fe3/ Fe2)E(I2/ I),这样就不被氧化。（3）漂白粉在潮湿空气中

6、逐渐失效。解：因漂白粉可与潮湿空气中的水和CO2 作用生成HClO，HClO 不稳定立即分解，结果漂白粉失效。其反应式如下：Ca(ClO)2 + H2O + CO2 CaCO3 + 2HClO 2HClO 2HCl + O28根据元素电势图判断下列歧化反应能否发生？（1）Cl2 OHCl ClO H2O （2）I2 H2O IO3 I H（3）HIO IO3 I H2O 解： （1）E（Cl2/ Cl） 1.3583VE（ClO/ Cl2） 0.890V，反应能进行。（2）E（I2/ I） 0.5355VE（I O3/ I2） 1.195V ，反应不能进行。（3）E（HI O/ I） 0.98

7、5VE（I O3/ HI O） 1.14V，反应不能进行。9有两种白色晶体A 和 B，均为钠盐且溶于水。A 的水溶液呈中性，B 的水溶液呈碱性。A 溶液与 FeCl3溶液作用呈红棕色，与 AgNO3溶液作用出现黄色沉淀。晶体 B 与弄盐酸反应产生黄绿色气体，该气体与冷NaOH 液作用得到含B 的溶液。向A 溶液中开始滴加B 溶液时，溶液呈红棕色，若继续滴加过量B 溶液，则溶液的红棕色消失。问A 和 B 各为何物？写出上述有关的反应式。解： A 为 NaI，B 为 NaClO。有关反应式如下：2 Fe3 2 I 2 Fe2 I2I2+I I3I Ag Ag I 黄色NaOCl 2HCl NaCl

8、 H2O Cl2 黄绿色Cl2 2NaOH (冷) NaOCl NaCl H2O 2I ClO H2O I2 Cl 2OHI2 5 ClO H2O Cl 2IO3 2H名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 12 页 - - - - - - - - - 10从卤化物制取各种HX （XF、Cl、Br、I） ，反应采用什么酸，为什么？解：氟化物 HF，用浓 H2SO4；氯化物 HCl，用浓 H2SO4；溴化物 HBr ，用浓 H3PO4；碘化物 HI，用浓 H3PO4

9、。因为 HBr 、HI 还原性较强，浓H2SO4有氧化性，所以它们之间会发生氧化还原反应，得不到HBr 、HI。有关反应式如下：NaBr H2SO4 NaHSO4 HBr 2HBr H2SO4 Br2 SO2 2H2O NaI H2SO4 NaHSO4 HI 8HI H2SO4 4I2 H2S 4H2O H3PO4为非氧化性酸，可与溴化物、碘化物发生复分解反应，制得HBr 、HI。11设法除去（ 1）KCl 中的 KI 杂质； （2）CaCl2中的 Ca(ClO)2杂质；（3）FeCl3中的 FeCl2杂质。解： （1）加入氯水，发生Cl2 KI I2 2KCl 反应；再加入CCl4萃取 I2

10、。（2）加入 HCl，发生如下反应：Ca(ClO)2 + 4HCl CaCl2 + 2Cl2 + 2H2O（3）通入 Cl2气，发生 2 FeCl2 Cl2 2 FeCl3反应。12若误将少量KCN 排入下水道，应立即采取什么措施以消除污染。解： （1）CN具有还原性，可立即撒些漂白粉，有化学氧化法消除污染。4KCN 5Ca(ClO)2 2H2O 4CO2 2N2 5CaCl2 4KOH 也可用其它的氧化剂，如碱性条件下通Cl2气。2CN 8OH 5Cl2 2CO2 N2 10 Cl 4H2O （2）CN具有孤对电子，可立即洒些FeSO4和硝石灰，使其生成难溶物。6CN Fe2 Fe(CN)6

11、4Fe(CN)64 2Ca2 Ca2Fe(CN)6Fe(CN)64 2 Fe 2 Fe 2Fe(CN)613实验室中制备H2S 气体为什么不用HNO3或 H2SO4而用 HCl 与 FeS 作用？解：实验室常用硫化亚铁与稀盐酸作用制备硫化氢气体：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 12 页 - - - - - - - - - FeS 2H Fe2 H2S不用 HNO3或 H2SO4与 FeS作用，是因为HNO3有氧化性，与FeS发生如下反应：FeS 4HNO3

12、 Fe(NO3)3 S NO 2H2O 而 H2SO4与 FeS 作用的产物 FeSO4，易结晶为FeSO4 7H2O，堵塞管道。14H2S 气体通入 MnSO4溶液中不产生MnS 沉淀。若 MnSO4溶液中含有一定量的氨水，再通入H2S 时即有 MnS 沉淀产生。为什么？解： 因为 Ksp较大， 而 H2S溶液中 c(S2)很小，因而得不到 MnS 沉淀。 若有一定量氨水存在时， NH3 H2O与 H2S反应生成的 (NH4)2S 为强电解质，提供的c(S2)较大，因此足以产生沉淀。15下列各组物质能否共存？为什么？H2S 与 H2O2MnO2与 H2O2H2SO3与 H2O2PbS与 H2

13、O2解： （1）H2S 与 H2O2不能共存，因为E( H2O2/ H2O) 1.763VE（S/H2S） 0.144V，H2S与 H2O2发生反应：H2S H2O2 S 2 H2O （2）H2S 与 H2O2不能共存，因为H2S对 H2O2分解起催化作用：2H2O2 2H2O + O2MnO2（3）H2SO3与 H2O2不能共存，因为E( SO42/ H2 SO3) 0.158VE（H2O2/ H2O ） 1.763V，它们之间发生如下反应：H2SO3 H2O2 H2SO4 H2O （4）PbS与 H2O2不能共存，因为PbS 可被 H2O2氧化：PbS 4H2O2 Pb SO4 4H2O

14、16全球工业生产每年向大气排放约1.46 亿吨单个 SO2，请提出几种可能的化学方法以消除SO2对大气的污染。解： SO2为酸性氧化物，可采用氨水、氢氧化钠、碳酸钠或石灰乳Ca(OH)2等碱性物质作为吸收剂以除去。17硫酸能干燥下列何种气体？H2S NH3H2Cl2CO2解：弄硫酸能干燥H2、Cl2、CO2。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 12 页 - - - - - - - - - 18AgNO3溶液中加入少量Na2S2O3，与 Na2S2O3溶液中加入

15、少量AgNO3，反应有何不同？解： AgNO3溶液中加入少量NaS2O3，发生沉淀反应：2Ag S2O32 Ag2S2O3 Ag2S2O3 H2O Ag2SH2SO4 NaS2O3溶液中加入少量AgNO3，发生配合反应：2S2O32 Ag Ag(S2O3)2319试在下列关联图的箭头上填写适当的试剂和条件，以实现物资之间的转变。ClCl2ClOClO3 NaOH(室温) （H2SO4） KMnSO4解：(1) KI（H2SO4） KIHCl (浓)习题解析1工业上是如何从海水中制备Cl2和 Br2的？写出有关的反应方程式。解： （1）制备 Cl2：2NaCl + 2H2O 2NaOH + 2H

16、2 + Cl2电解（2）制备 Br2：首先把氯气通入晒盐后留下的苦卤（富含Br）中，以置换出Br2 ：2Br+ Cl2 Br2 + 2ClpH=3.5然后用空气把Br2吹出，再用Na2CO3溶液吸收，即得较浓的NaBr 和 NaBrO3溶液：3Br2 3CO32 5 Br BrO3 3CO2最后，用硫酸将溶液酸化，Br2从溶液中游离出来：5 Br BrO3 6H 3Br2 3H2O 2用反应式表示下列反应：（1）氯水逐滴加入KBr 溶液中。解： 2Br Cl2 2 Cl Br2 （2）氯气通入热的石灰乳中。解： 6Ca(OH)2(热) 6Cl2 Ca( ClO3)25CaCl2 6H2O （3

17、）用 HClO3处理 I2。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 12 页 - - - - - - - - - 解： I2 2HClO3 Cl2 2HIO3（4）氯酸钾在无催化剂存在时加热分解。解：4KClO3 3KClO4 + KCl3 出下列制备过程的有关反应方程式：（1）以食盐为基本原料制备NaClO、Ca(ClO)2、HClO3、HClO4。解： 2NaCl + 2H2O 2NaOH + 2H2 + Cl2 Cl2 + 2NaOH ( 冷) NaClO

18、+ NaCl + H2O 2Cl2 + 2Ca(OH)2(冷) Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O 3Cl2 + 6KOH ( 热) KClO3 + 5KCl + 3H2O4KClO3 3KClO4 + KCl减压蒸馏电解KClO4 + H2SO4(浓) KHSO4 + KClO4（2）以萤石 (CaF2)为基本原料制备F2。电解解：CaF2 + H2SO4(浓) CaSO4 + 2HF KOH + 2HF KHF2 + H2O2KHF2 2KF + H2 + F2（3）以 KI 为基本原料制备KIO3。解：2KI Cl2 I2KCl 3I2 6KOH KIO3 5KI 3H2O

19、4完成下列反应方程式：解： （1）Cl2 2KOH （冷）KClO KCl H2O （2）3Cl2 6KOH （热）KClO3 5KCl 3H2O （3）KClO3 6KCl KCl 3Cl2 3H2O （4）2KClO3 2KCl + 3O2MnO2（5）I2 5H2O2 2HIO3 4H2O （6）KClO3 6KI 3H2SO4 KCl 3I23K2SO4 3H2O 5下列各对物质在酸性溶液中能否共存？为什么？（1）FeCl3与 Br2水。解： FeCl3与 Br2水能共存。因为E( BrO3/ Br2) 1.5VE（Fe3/Fe2） 0.771V，所以 FeCl3与 Br2不发生氧化还

20、原反应，也不发生其它反应，故能共存。（2）FeCl3与 KI 溶液。解： FeCl3与 KI 溶液不能共存。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 12 页 - - - - - - - - - 因 E（Fe3/Fe2） 0.771VE( I2/ I) 0.5355V，故发生反应：2 Fe3 2 I 2 Fe2 I2 （3）NaBr 与 NaBrO3溶液。解： NaBr 与 NaBrO3在酸性溶液中不能共存。因 E(BrO3/ Br2) 1.5VE(Br2/Br)

21、1.065V，故发生反应：BrO3 5Br 6H 3Br2 3H2O （4）KI 与 KIO3溶液。解： KI 与 KIO3在酸性溶液中不能共存。因 E（IO3/ I2） 1.195VE( I2/ I) 0.5355V，故发生反应：IO3 5 I 6H 3I2 3H2O 6根据多重平衡规则，利用下列数据：（1）Cl2 + H2O Cl+ H+ + HClO E13 105（2）HClO H+ + ClOEa2.9 108（3）H2O H+ + OHEW1.0 1014计算（ 4）Cl2 + 2OHClO+ Cl+ H2O反应的平衡的常数E。解：经观察可知，(4)式 (1)式 + (2)式 2

22、(3)式，根据多重平衡规则： E9 1015 E1 Ea( EW)23 105 2.9 108(1.0 1014)27根据有关物质的fHm，计算下列反应的标准焓变。并估计增加总压力、升高温度对平衡常数的影响。解： 2Cl2(g) + 2H2O(l) 4HCl(g) + O2(g) 2Cl2(g) + 2H2O(l) 4HCl(g) + O2(g)fHm/(kJ mol1) 0 285.83 92.307 0fHm4 (92.307)2 (285.83)kJ mol1202.4kJ mol1压力升高，平衡向左移动，K不变；温度升高，平衡向右移动，K变大。8试根据卤素在酸性溶液中的电势图，判断能否

23、用下列反应来制备高氯酸盐，并计算该反应的标准平衡常数。4ClO3 3ClO4+ Cl名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 12 页 - - - - - - - - - 解： EA/V ClO4 ClO3 Cl EA(右) EA(左)，4ClO3 3ClO4+ Cl能向右进行。1.2011.45lgK K1.6 1025z E(氧化剂 )E(还原剂 ) 0.0592V6 (1.45-1.201)25.20.05929有 9.43g 的 NaCl、CaCl2、KI

24、混合物，将其溶于水后，通入氯气使之反应。反应后将溶液蒸干，灼烧所得残留物重6.22g。再将残留物溶于水，加入足量Na2CO3溶液，所得沉淀过滤、烘干后重1.22g。计算原混合物中个物质的质量。解： （1）混合物溶液中通入氯气，发生反应：Cl22KI I22KCl 。反应后蒸干溶液，KI转化为KCl ，I2除去，混合物质量减少(9.43g6.22g)3.21g KI KCl 减少量Mr 166.0 74.5 166.074.591.5 m/g x 3.21 x=(166.0 3.21)/91.5 5.82 即混合物中含5.82GkI。（2）残留物溶于水，加入足量Na2CO3溶液，发生反应：CaC

25、l2 Na2CO3 2 NaCl CaCO3（NaCl、KCl 溶于水，随滤液除去）Mr 110.98 100.09 m/g y 1.22 y (110.981.22)/100.09 1.35 即混合物中1.35g CaCl2。（3）原混合物中NaCl 的质量为（ 9.435.821.35）g2.26g 10已知下列热化学反应方程式及标准焓变值，求298.15K 时液态过氧化氢的标准生成焓。（1）H2(g) + O2(g) H2O(g)12rHm(1) 241.818kJmol1（2）2H(g) O(g) H2O(g) rHm( 2) 926.92kJmol1（3）2H(g) O(g) H2O

26、(g) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 12 页 - - - - - - - - - rHm( 3) 1070.6kJmol1（4）2O(g) O2(g) rHm( 4) 498.34kJmol1（5）H2O2(l) H2O2(g) rHm( 5) 51.46kJmol1 解：由（ 1）式（ 2）式（ 4）式 /2（ 3）式（ 5）式得：H2(g) O2(g) H2O(g) 该反应的rHmrHm(1) rHm( 2) rHm( 4)/ 2rHm( 3) r

27、Hm( 5) ( 241.82) ( 926.92) ( 498.34)/ 2( 1070.6) 51.6kJmol1 11某物质 A 的水溶液，既有氧化性又有还原性：（1）向此溶液加入碱时生成盐；（2）将（ 1）所得的溶液酸化，加入适量KMnO4，可使 KMnO4褪色；（3）在（ 2）所得溶液中加入BaCl2得白色沉淀。判断 A 为何物。解： A 为 SO2水溶液。有关反应式如下：（1）SO2 H2O 2OH SO32 2 H2O （2）5SO322MnO46H2Mn25SO423H2O （3）Ba2SO42BaSO4 12 一种无色透明的盐A 溶于水，在水溶液中加入稀HCl 有刺激性气体产

28、生， 同时有淡黄色沉淀C 析出。若通 Cl2 于 A 溶液中，并加入可溶性钡盐，则产生白色沉淀D。问 A，B，C，D 各为何物？并写出有关反应方程式。解： A 为 Na2S2O3，B 为 SO2，C 为 S，D 为 BaSO4。有关反应方程式如下：S2O322HSO2 S H2O （A）（B） （C）S2O324Cl25 H2O2SO428Cl10HBa2SO42BaSO4（D）13有一白色固体A，加入油状无色液体B，可得紫黑色固体C；C 微溶于水，加入A 后， C 的溶解度增大，得以棕色溶液D。将 D 分成两份，一份中加入无色液体E，另一份通入气体F，都褪成无色透明溶液；E 遇酸则有淡黄色沉

29、淀产生；将气体F 通入溶液 E，在所得溶液中加入BaCl2溶液有白色沉淀，后者难溶于 HNO3。问 A，B，C，D，E，F 各代表何物？并写出有关反应方程式。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 12 页 - - - - - - - - - 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。有关反应方程式如下：8KI 9H2SO4(浓) 4I28KHSO4H2S 4H2O （A） （

30、B）（C）I2 + I I3（D）2S2O32I2S4O642I（E）5Cl2I26H2O 10Cl2IO312H（F）S2O322HSO2 S H2O 黄色S2O324Cl25 H2O2SO428Cl10HBa2SO42BaSO414用一简便方法，将下列五种固体加以鉴别，并写出有关反应式。Na2S Na2S2 Na2SO3Na2SO4Na2S2O3解：可用稀 HCl 加以鉴别。 五种固体各取少许分装于试管中，并加入水配成溶液，再分别滴入 HCl 。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生成者为Na2S2；有使品红试纸褪色的气体产生者为

31、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。15完成并配平下列反应方程式(尽可能写出离子反应方程式)：解： (1) 2H2O2 2H2O + O2（2）H2O22I2HI2 2H2O （3）5SO322MnO46H 2Mn25SO423H2O （4）H2S2Fe3+ S 2Fe2+2H名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 12 页 - - - - - - - - - （5）2S2O32I2S4O642

32、I（6）S2O324Cl25 H2O2SO428Cl10H（7）H2SO3 2H2S3S 3H2O(8) Al2O3 + 3K2S2O7 Al2(SO4)3 +3K2SO4(9) 2Mn2+ + 5S2O82+ 8H2O 2MnO4+ 10SO42+ 16H+Ag+（10）AgBr 2S2O32 Ag(S2O3)23Br16现欲从废铁屑制取硫酸铁铵复盐NH4Fe(SO4)212H2O，有下列氧化剂可供选用：H2O2、(NH4)2S2O8、HNO3、O2试问选用哪种氧化剂最为合理？写出制取过程的全部化学反应式。解：选用 (NH4)2S2O8最合理。欲从废铁屑制取NH4Fe(SO4)212H2O，

33、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)2SO4，配制成饱和溶液，冷却此饱和溶液，即可析出NH4Fe(SO4)212H2O 晶体。反应式如下：Fe + H2SO4 FeSO4 + H2FeSO4 + (NH4)2S2O8 Fe2(SO4)3 + (NH4)2SO4Fe2(SO4)3 + (NH4)2SO4 + 24H2O 2NH4Fe(SO4)212H2O 可见选用 (NH4)2S2O8作氧化剂，即可将FeSO4氧化为 Fe2(SO4)3，又不引进其他杂质，而且(NH4)2S2O8被还原产物为 (NH4)2SO4，这正是制取NH4Fe(SO4)212H2O 需要的物质，不必另外再加(NH4)2SO4。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 12 页 - - - - - - - - -