分析 Ⅰ.SbF5能将MnF4从离子[MnF6]2-的盐中反应得到,SbF5转化成稳定离子[SbF6]-的盐,MnF4很不稳定,受热易分解为MnF3和F2,据此书写化学方程式;
放氢气的电极为阴极,是KHF2得到电子生成,计划单号守恒书写;氟单质是活泼非金属单质和氢气阴暗处发生爆炸;
Ⅱ.①同一主族氢化物的相对分子质量越大其熔沸点越高,但含有氢键的氢化物熔沸点最高;HF的水溶液是氢氟酸,能用于蚀刻玻璃是玻璃中二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟化硅和水;
②水的离子积常数为10-14,计算得到氢氧根离子浓度为水电离出氢离子浓度;若将0.01mol/L HF溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,得到NaF溶液,氟离子水解溶液显碱性;
③根据Qc>Ksp,说明有沉淀产生判断.
解答 解:Ⅰ.化学家研究发现,SbF5能将MnF4从离子[MnF6]2-的盐中反应得到,SbF5转化成稳定离子[SbF6]-的盐,而MnF4很不稳定,受热易分解为MnF3和F2.根据以上研究以K2MnF6和SbF5为原料,在 423K的温度下制备F2的化学方程式为:2K2MnF6+4SbF5 $\frac{\underline{\;423K\;}}{\;}$4KSbF6+2MnF3+F2↑,
电解熔融的氟氢化钾(KHF2)和氟化氢(HF)混合物制备氟单质,氟离子在阳极失电子生成,阴极上KHF2得到电子生成氢气,电极反应为:2HF2-+2e-═H2↑+4F-;电解制氟时,要用镍铜合金隔板将两种气体产物严格分开的原因是:氟气和氢气能发生剧烈反应,引发爆炸,
故答案为:2K2MnF6+4SbF5 $\frac{\underline{\;423K\;}}{\;}$4KSbF6+2MnF3+F2↑;2HF2-+2e-═H2↑+4F-;氟气和氢气能发生剧烈反应,引发爆炸;
Ⅱ.①同一主族氢化物的相对分子质量越大其熔沸点越高,但含有氢键的氢化物熔沸点最高,所以HF熔沸点高于HCl的原因是HF分子间含有氢键;HF的水溶液是氢氟酸,能用于蚀刻玻璃是玻璃中二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟化硅和水,反应的化学方程式为:SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O,
故答案为:HF分子间含有氢键;SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O;
②已知25℃时,氢氟酸(HF)的电离平衡常数Ka=3.6×10-4.某pH=2的氢氟酸溶液,由水电离出的氢离子浓度=水电离出的氢氧根离子浓度=$\frac{10{\;}^{-14}}{10{\;}^{-2}}$=10-12mol/L,若将0.01mol/L HF溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合生成NaF溶液,氟离子水解溶液显碱性,溶液中离子浓度大小为:c(Na+)>c(F-)>c(OH-)>c(H+),故答案为:10-12; c(Na+)>c(F-)>c(OH-)>c(H+);
③两溶液混合后,c(Ca2+)=0.1 mol•L-1,c(F-)=c(H+)=$\sqrt{Ka×c(HF)}$=$\sqrt{3.6×10{\;}^{-4}×0.1}$mol•L-1=6×10-3ol/L,则Qc=c2(F-)•c(Ca2+)=(3.6×10-5mol/L)•0.1 mol•L-1=3.6×10-6>Ksp,说明有沉淀产生,
故答案为:c(H+)=c(F-)=$\sqrt{3.6×10{\;}^{-4}×0.1}$mol•L-1=6×10-3mol•L-1,c(Ca2+)=0.1mol•L-1,c2(F-)•c(Ca2+)=3.6×10-5×0.1=3.6×10-6>1.46×10-10,则该体系有CaF2沉淀.
点评 本题考查了物质性质、电极原理、电极反应书写、电离平衡常数计算应用、溶度积常数的计算和判断,掌握基础是解题关键,题目难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:实验题
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