Question

11．（1）离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝．钢制品应接电源的负极．已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为4Al₂Cl₇^-+3e^-=Al+7AlCl₄^-．若改用AlCl₃水溶液作电解液，则阴极产物为H₂．220K时在全氟代戊烷溶剂中，Br₂和O₂反应得到固体A，A在NaOH水溶液中歧化为NaBr和NaBrO₃．用过量KI和盐酸处理A生成I₂，每摩尔A所产生的I₂需5mol Na₂S₂O₃才能与其完全反应（I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆）．则：
①A的化学式为BrO₂A在NaOH溶液中歧化的化学方程式为6BrO₂+6NaOH=NaBr+5NaBrO₃+3H₂O
②若A在全氟代戊烷中与F₂反应得到BrO₂F，该物质微热后得到BrF₃．如果BrF₃与水按物质的量之比3：5发生反应，其产物为溴酸、氢氟酸、单质溴和氧气．该反应的化学方程式是：3BrF₃+5H₂O=HBrO₃+9HF+O₂↑
③经测定，液态BrF₃在20°C时导电性很强，说明该化合物在液态时发生了电离存在阴、阳离子．其它众多实验证实，存在一系列有明显离子化合物倾向的盐类，如：KBrF₄、（BrF₂）₂SnF₆等．由此推断液态BrF₃电离时的阳离子的是BrF₂⁺阴离子是BrF₄^-（填离子符号）

Answer 1

分析 （1）依据电镀原理分析，钢铁上镀铝是利用铝做阳极，钢铁做阴极，由有机阳离子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-组成的离子液体做电解液来实现；改用AlCl₃水溶液作电解液是溶液中氢离子在阴极放电生成氢气；
①Br₂和O₂反应得到固体BrO₂；A在NaOH水溶液中歧化为NaBr和NaBrO₃，据此书写方程式；
②BrF₃与水按物质的量之比3：5发生反应，其产物为溴酸、氢氟酸、单质溴和氧气，据此书写方程式；
③根据信息：液态BrF₃在20°C时发生了电离存在阴、阳离子，属于有明显离子化合物倾向的盐类来书写．

解答 解：（1）依据电镀原理分析，钢铁上镀铝是利用铝做阳极与电源正极相连，钢铁做阴极与电源负极相连，由有机阳离子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-组成的离子液体做电解液来实现，离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，则阴极反应生成铝是发生的还原反应，铝元素化合价降低，分析离子液体成分，结合电荷守恒分析可知是Al₂Cl₇^-得到电子生成，电极反应为：4Al₂Cl₇^-+3e^-=Al+7AlCl₄^-；改用AlCl₃水溶液作电解液是溶液中氢离子在阴极放电生成氢气，2H⁺+2e^-=H₂↑；
故答案为：负；4Al₂Cl₇^-+3e^-=Al+7AlCl₄^-；H₂；
①Br₂和O₂反应得到固体BrO₂；A在NaOH水溶液中歧化为NaBr和NaBrO₃，方程式为：6BrO₂+6NaOH=NaBr+5NaBrO₃+3H₂O；故答案为：BrO₂；6BrO₂+6NaOH=NaBr+5NaBrO₃+3H₂O；
②BrF₃与水按物质的量之比3：5发生反应，其产物为溴酸、氢氟酸、单质溴和氧气，根据电子守恒配平方程式为：3BrF₃+5H₂O=HBrO₃+9HF+O₂↑，故答案为：3BrF₃+5H₂O=HBrO₃+9HF+O₂↑；
③根据信息：液态BrF₃在20°C时发生了电离存在阴、阳离子，属于有明显离子化合物倾向的盐类，得到：液态BrF₃电离时的阳离子的是BrF₂⁺，阴离子是BrF₄^-，故答案为：BrF₂⁺；BrF₄^-．

点评 本题涉及电解池的工作原理以及应用、氧化还原反应知识的迁移应用等知识，属于信息给定题，注意信息的理解和应用是关键，难度中等．