题目内容
3.氟及其化合物的发现史充满艰辛,现在氟及其化合物在生产生活中被广泛使用,造福人类.(1)氟单质极其活泼,化学家于1986年首次制得氟气,三步反应原理如下:
①2KMnO4+3H2O2+2KF+10HF=2K2MnF6+2O2↑+8H2O
②SbCl5+5HF═SbF5+5HCl
③2K2MnF6+4SbF5═4KSbF6+2MnF3+F2 (反应①、②里氟元素化合价不变)
则下列说法正确的是CD
A.反应①配平后,氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:2,
B.反应②③都是氧化还原反应
C.反应③中K2MnF6一定是氧化剂可能还起到还原剂的作用
D.生成0.5mol的F2整个反应过程中转移的电子总数是4NA个
(2)牙齿表面有一层釉质,其组成为羟基磷灰石Ca5(PO4)3OH(Ksp=6.8×10-37),容易受到酸的侵蚀,为了防止蛀牙,人们常使用含氟离子的牙膏,其中的氟化物可使羟基磷灰石转化为更难溶的氟磷灰石Ca5(PO4)3F(Ksp=1.0×10-60),写出该反应的离子方程式Ca5(PO4)3OH+F-=Ca5(PO4)3F+OH-;该反应的平衡常数为6.8×1023.
分析 (1)Mn元素化合价由KMnO4中+7价降低为K2MnF6中+4价,化合价共降低3价,H2O2中氧元素由-1价升高为O2中0价,化合价共升高2价,化合价升降最小公倍数为6,可知KMnO4、K2MnF6系数为2,H2O2、O2的系数为3,由原子守恒,配平后方程式为:2KMnO4+3H2O2+2KF+10HF=2K2MnF6+3O2↑+8H2O;
A.反应①中氧化剂是KMnO4,还原剂是H2O2;
B.反应②中元素化合价均为发生变化;
C.反应③中K2MnF6中Mn元素化合价降低为MnF3中+3价,反应中F元素化合价由-1升高为0价;
D.反应①③属于氧化还原反应,反应②是非氧化还原反应,反应③中根据F元素化合价变化计算转移电子数,根据方程式计算需要K2MnF6的物质的量,再根据反应①中Mn元素化合价变化计算①中转移电子;
(2)由题意可知,反应离子方程式为:Ca5(PO4)3OH+F-=Ca5(PO4)3F+OH-;该反应的平衡常数为=$\frac{c(O{H}^{-})}{c({F}^{-})}$=$\frac{\frac{Ksp[C{a}_{5}(P{O}_{4})_{3}OH]}{c\{[C{a}_{5}(P{O}_{4})_{3}]^{-}\}}}{\frac{Ksp[C{a}_{5}(P{O}_{4})_{3}]}{c\{[C{a}_{5}(P{O}_{4})_{3}]^{-}\}}}$.
解答 解:(1)Mn元素化合价由KMnO4中+7价降低为K2MnF6中+4价,化合价共降低3价,H2O2中氧元素由-1价升高为O2中0价,化合价共升高2价,化合价升降最小公倍数为6,可知KMnO4、K2MnF6系数为2,H2O2、O2的系数为3,由原子守恒,配平后方程式为:2KMnO4+3H2O2+2KF+10HF=2K2MnF6+3O2↑+8H2O;
A.反应①中氧化剂是KMnO4,还原剂是H2O2,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:3,故A错误;
B.反应②中元素化合价均为发生变化,属于非氧化还原反应,故B错误;
C.反应③中K2MnF6中Mn元素化合价降低为MnF3中+3价,反应中F元素化合价由-1升高为0价,化合价变化的F元素可能来自K2MnF6中,故C正确;
D.反应①③属于氧化还原反应,反应②是非氧化还原反应,反应③中转移电子为0.5mol×2×1=1mol,由方程式可知需要K2MnF6的物质的量为0.5mol×2=1mol,由反应①中Mn元素化合价变化,可知反应①中转移电子为1mol×3=3mol,故整个过程转移电子为4NA,故D正确,
故答案为:2、3、2、10、2、2、8;CD;
(2)由题意可知,反应离子方程式为:Ca5(PO4)3OH+F-=Ca5(PO4)3F+OH-;该反应的平衡常数为=$\frac{c(O{H}^{-})}{c({F}^{-})}$=$\frac{\frac{Ksp[C{a}_{5}(P{O}_{4})_{3}OH]}{c\{[C{a}_{5}(P{O}_{4})_{3}]^{-}\}}}{\frac{Ksp[C{a}_{5}(P{O}_{4})_{3}]}{c\{[C{a}_{5}(P{O}_{4})_{3}]^{-}\}}}$=$\frac{6.8×1{0}^{-37}}{1×1{0}^{-60}}$=6.8×1023,
故答案为:Ca5(PO4)3OH+F-=Ca5(PO4)3F+OH-;6.8×1023.
点评 本题考查氧化还原反应基本概念、计算与配平以及溶度积有关计算等,题目素材基本脱离中学内容,较好的考查学生阅读获取信息能力、知识迁移运用能力,难度较大.
a Fe2++b Br-+c Cl2→d Fe3++e Br2+f Cl-
下列选项中的数字与离子方程式中的a.b.c.d.e.f一一对应,其中不符合反应实际的是( )
| A. | 2 4 3 2 2 6 | B. | 0 2 1 0 1 2 | ||
| C. | 2 0 1 2 0 2 | D. | 2 2 2 2 1 4 |
| A. | 放电时,负极反应为2n-2e-+20H一═Zn(OH)2 | |
| B. | 充电时,阴极pH增大 | |
| C. | 放电时,若有6mol电子转移,则正极有10 mol OH一移向负极 | |
| D. | 充电时,阳极反应为Fe(OH)3+50H一+3e一=Fe042-+4H20 |
| A. | 1、2 | B. | 1、1 | C. | 2、1 | D. | 2、3 |
| A. | 加入少量NaOH固体,平衡向正反应方向移动 | |
| B. | 加水,反应速率增大,平衡向逆反应方向移动 | |
| C. | 滴加少量0.1mol/LHCl溶液,溶液中C(H+)减少 | |
| D. | 加入少量CH3COONa固体,平衡向正反应方向移动 |
| A. | 两元素均位于元素周期表中第4周期Ⅷ族 | |
| B. | 两者均能被潮湿空气腐蚀 | |
| C. | 氧化性:Cu2+>Fe3+>Fe2+ | |
| D. | 铁丝和铜丝在氯气里燃烧均生成二价氯化物 |
| A. | 轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块 | |
| B. | 银制奖牌久置后表面变暗镀锌的铁比镀锡的铁耐用 | |
| C. | 纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量硫酸铜溶液后速率加快 | |
| D. | 镀锌的铁比镀锡的铁耐用 |
| A. | 全部形成AlO2- | B. | 全都为Al(OH)3 | ||
| C. | 一部分为Al(OH)3,一部分为Al3+ | D. | 一部分为Al(OH)3,一部分为AlO2- |