Question

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

（1）研究發現，SbF5能將MnF4從離子[MnF6]2-的鹽中反應得到，SbF5轉化成穩定離子[SbF6]-的鹽。而MnF4很不穩定，受熱易分解為MnF3和F2。根據以上研究寫出以K2MnF6和SbF5為原料，在423 K的溫度下制備F2的化學方程式：____________________。

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

①已知KHF2是一種酸式鹽，寫出陰極上發生的電極反應式______________。

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

③HF的水溶液能用于蝕刻玻璃，其化學反應方程式為：_____________________。

④已知25℃時，氫氟酸(HF)的電離平衡常數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系為：__________________。

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

Answer 1

【答案】 2K2MnF6+4SbF54KSbF6+2MnF3+F2↑ 2HF2-+2e-=H2↑+4F- 氟氣和氫氣能發生劇烈反應，引發爆炸 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】本題綜合考查化學反應原理。（1）①以K2MnF6和SbF5為原料，在423 K的溫度下, K2MnF6和SbF5反應先生成KSbF6和MnF4，MnF4受熱易分解為MnF3和F2，故其化學方程式：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，其電極反應為：2HF2—+2e—=4F—+ H2↑；②F2與H2在暗處發生爆炸，因此電解制氟時，要用鎳銅合金隔板將兩種氣體產物嚴格分開；③玻璃的主要成分為二氧化硅，故HF與二氧化硅反應的化學方程式為：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，所得溶液溶質為NaF，因F—水解，溶液呈堿性，結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)，說明有沉淀產生。