Question

【题目】氟是一种卤族元素。但它与其他卤素在单质和化合物的制备与性质上存在较明显的差异

（1）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。根据以上研究写出以K2MnF6和SbF5为原料，在423 K的温度下制备F2的化学方程式：____________________。

（2）现代工业以电解熔融的氟氢化钾(KHF2)和氟化氢(HF)混合物制备氟单质，电解制氟装置如图所示。

①已知KHF2是一种酸式盐，写出阴极上发生的电极反应式______________。

②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____________ 。

③HF的水溶液能用于蚀刻玻璃，其化学反应方程式为：_____________________。

④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c(H+)＝_________mol/L；若将0.01 mol/L HF溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，则溶液中离子浓度大小关系为：__________________。

⑤又已知25℃时，溶度积常数Ksp(CaF2)＝1.46×10-10。现向1L0.2 mol/L HF溶液中加入1L0.2 mol/L CaCl2溶液，____________(填“是”、“否”) 有沉淀产生，并通过列式计算说明__________________。

Answer 1

【答案】 2K2MnF6+4SbF54KSbF6+2MnF3+F2↑ 2HF2-+2e-=H2↑+4F- 氟气和氢气能发生剧烈反应，引发爆炸 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， 该体系有CaF2 沉淀

【解析】本题综合考查化学反应原理。（1）①以K2MnF6和SbF5为原料，在423 K的温度下, K2MnF6和SbF5反应先生成KSbF6和MnF4，MnF4受热易分解为MnF3和F2，故其化学方程式：2K2MnF6+4SbF54KSbF6+2MnF3+F2↑；（2）①阴极上为氢离子(HF2-中的氢离子)放电生成氢气，其电极反应为：2HF2—+2e—=4F—+ H2↑；②F2与H2在暗处发生爆炸，因此电解制氟时，要用镍铜合金隔板将两种气体产物严格分开；③玻璃的主要成分为二氧化硅，故HF与二氧化硅反应的化学方程式为：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；④pH＝2的氢氟酸溶液，水的电离受到抑制，由水电离出的c(H+)水=c(OH—)水=c(OH—)== =10-12 mol/L；将0.01 mol/L HF溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，恰好完全中和，所得溶液溶质为NaF，因F—水解，溶液呈碱性，结合电荷守恒可知溶液中离子浓度大小为：c(Na+)>c(F-)>c(OH-)>c(H+)，⑤两溶液混合后，c(Ca2+)=0.1 mol/L，c(F—)= ，则Qc(CaF2)= c2(F-)×c(Ca2+)=(6×10-3mol/L)2×0.1 mol/L=3.6×10-6>Ksp(CaF2)，说明有沉淀产生。