Question

回答如下几个问题
(1)近期发现不需要外加能源、节约水源而能除去废水中的卤代烷(有碍于人类健康)的方法：把铁放在含卤代烷的废水中，经一段时间后卤代烷“消失”。例如废水中的一氯乙烷经14.9d后就检不出来了。目前认为反应中卤代烷(RCH₂X)是氧化剂。写出反应式并说明(按原子)得失电子的关系。
(2) 电解NaCl—KCl—AlCl₃熔体制铝比电解Al₂O₃—Na₃AlF₆制铝节省电能约30%。为什么现仍用后一种方法制铝？
(3) NH₄NO₃热分解及和燃料油[以(CH₂)_n表示]反应的方程式及反应热分别为：
NH₄NO₃ = N₂O + 2H₂O + 0.53 kJ/g NH₄NO₃        …………(1)
NH₄NO₃ = N₂ + 1/2 O₂ + 2H₂O + 1.47 kJ/g NH₄NO₃  ………(2)
3n NH₄NO₃ + (CH₂)_n =" 3n" N₂ + 7n H₂O + n CO₂
+ 4.29n kJ/g NH₄NO₃ ……(3)
试问：由以上三个热化学方程式可得出哪些新的热化学方程式?
(4) 参照水溶液化学反应的知识回答下面的问题：在液态BrF₃中用KBrF₄滴定Br₂PbF₁₀，过程中出现电导最低点。写出有关反应式。

Answer 1

[解(1)] Fe+RCH₂X+H⁺=Fe²⁺+RH₃+X^—                                (2分)
反应中1mol Fe失2mol电子，C得2mol电子。                 (1分)
[解(2)] 主要是生产物无水AlCl₃困难。制无水AlCl₃的方法(反应式)
(1)  2Al+3Cl₂=2AlCl₃
(2)  Al₂O₃+3C+3Cl₂=2AlCl₃+3CO
若据(1)法制无水AlCl₃，无意义(因用Al制成AlCl₃再电解制Al)。
(2)法需Cl₂，而制Cl₂需电能。                         (本小题总共4分)
[解(3)]  (2)式-(1)式   N₂O = N₂+ 1/2O₂+0.94 kJ/g NH₄NO₃ 
或41.4 kJ/mol                   (2分)
这个热反应方程式是N₂O分解热
(3)式-(2)式  (CH₂)_n + 3/2O₂ = n CO₂ + nH₂O + 2.82 n kJ/moL
或676.8 n kJ/mol
这个热反应方程式是 (CH₂)_n的燃烧热。                     (2分)
[解(4)]    2KBrF₄+(BrF₂)₂PbF₆ = K₂PbF₆ + 4BrF₃
(注：2BrF₃ = BrF₂⁺ + BrF₄^– 故KBrF₄相当于水溶液体系中的KOH
(BrF₂)₂PbF₆相当于水体系中的质子酸)             (4分)

[试题分析与解题思路(1)]本题由四个小题组成，因而得分点较多。第一小题题面明确提到卤代烷可以跟金属铁起反应，反应中卤代烷是氧化剂，没有说的是卤代烷变什么和铁变什么。由于该反应对学生是很陌生的，是无机与有机的结合点，看似简单实在不易。但在实际面对铁与卤代烃的反应方程式时，猜出卤代烃被还原是生成烃而铁被氧化是生成二价铁是不难的。氢原子不足了，因而反应物里应添氢离子(质子)。这个试题猜测的成分较高，信息量过少。卤代烃被还原究竟得到什么烃？答案给出的是最简单的情况。写其他烃也不能说就答错了。但无论如何卤代烃里的氯反应后应当变成氯离子而不会是氯气之类，否则有悖题意(卤代烃被还原)。
[解(1)] Fe+RCH₂X+H⁺=Fe²⁺+RH₃+X^—                                (2分)
反应中1mol Fe失2mol电子，C得2mol电子。                 (1分)
[评注] 应试结果此题得分率很高。区分度不大。
[试题分析与解题思路(2)]学生在解第二小题时可能会觉得不知题面给的信息意味着什么而束手无策。这是在考察学生的实际观念。如果想到用AlCl₃电解制铝省电而不用，可能是因为制备AlCl₃仍然要用电，就上了正道。制备一种有用的化学品必定要考虑原料来源，这是制备反应的一般原则。
[解(2)] 主要是生产物无水AlCl₃困难。制无水AlCl₃的方法(反应式)
(3)  2Al+3Cl₂=2AlCl₃
(4)  Al₂O₃+3C+3Cl₂=2AlCl₃+3CO
若据(1)法制无水AlCl₃，无意义(因用Al制成AlCl₃再电解制Al)。
(3)法需Cl₂，而制Cl₂需电能。                         (本小题总共4分)
[注]此题的应答可能与标准答案的表述不同，但只要说到点子上都可得分。
[评注] 应答结果，大多数学生答不出来。因为学生没有从原料的来源上考虑问题。这就是说，命题人的测试切中要害，我们现在的中学教学在联系实际的理解上可能有些问题。
[试题分析与解题思路(3)]第三小题需要反复思考题面给出的三个反应的可能组合才会找到答案。这个试题是热化学定律的灵活运用。思考容量大，但最后得到的结果是唯一的。
[解(3)]  (2)式-(1)式   N₂O = N₂+ 1/2O₂+0.94 kJ/g NH₄NO₃ 
或41.4 kJ/mol                   (2分)
这个热反应方程式是N₂O分解热
(4)式-(2)式  (CH₂)_n + 3/2O₂ = n CO₂ + nH₂O + 2.82 n kJ/moL
或676.8 n kJ/mol
这个热反应方程式是 (CH₂)_n的燃烧热。                     (2分)
[试题分析与解题思路(4)]第四小题的信息分析是很难的，只有想象力丰富的学生才可能答得上来。如果学生想到滴定反应电导降低意味着产物的离子总数比反应物离子总数少，就应将水溶液的中和反应迁移到这种以BrF₃为溶剂的新情景中来，想到这个滴定反应一定是生成了溶剂分子，于是就会想到题面给出的Br₂PbF₁₀可以看成是BrF₂⁺与PbF₆^2–的结合物，这样，问题就得解了。
[解(4)]    2KBrF₄+(BrF₂)₂PbF₆ = K₂PbF₆ + 4BrF₃
(注：2BrF₃ = BrF₂⁺ + BrF₄^– 故KBrF₄相当于水溶液体系中的KOH
(BrF₂)₂PbF₆相当于水体系中的质子酸)             (4分)
[评注] 此小题应答结果表明，这样生疏的命题大多数学生不知道从哪里想起，答不上来。