Question

氟是最活泼的非金属，虽然氟元素早在1810年就被发现，但170多年来化学家试图用化学方法制取氟单质的尝试一直未获成功．1986年，化学家Karl Christe首次用化学方法制得了F₂．他提出的三步反应如下
①KMnO₄+KF+H₂O₂+HF→K₂Mn F₆+O₂+H₂O
②SbCl₅+HF→SbF₅+HCl
③2K₂MnF₆+4SbF₅→4KSbF₆+2MnF₃+F₂↑
（1）反应①中KMnO₄与H₂O₂的物质的量之比为

 

（2）反应③中的氧化剂为

 

，被氧化的元素为

 

．
（3）反应③中产生1molKSbF₆，则反应中转移电子的物质的量为

 

mol．若将该步改用惰性电极进行电解，则F₂应当在

 

附近逸出．
（4）反应②恰好反应后，若产生的HCl在标况下为44.8L，将其溶于适量的水后配成浓盐酸，然后与过量的MnO₂反应，产生的Cl₂与含1molNaOH的溶液在常温下反应，最终出现的情况是

 

A．Cl₂过量     B．NaOH过量      C．恰好反应     D．无法确定．

Answer 1

考点：氧化还原反应

专题：氧化还原反应专题

分析：（1）KMnO₄+KF+H₂O₂+HF→K₂MnF₆+O₂+H₂O中，Mn元素的化合价由+7价降低为+4价，H₂O₂中O元素的化合价由-1价升高为0；
（2）2K₂MnF₆+4SbF₅→4KSbF₆+2MnF₃+F₂↑中Mn元素的化合价降低，F元素的化合价升高；
（3）③中产生1molKSbF₆，生成0.25molF₂，由F元素的化合价变化计算转移电子；F失去电子，发生氧化反应；
（4）HCl在标况下为44.8L，n（HCl）=

44.8L

22.4L/mol

=2mol，与过量的MnO₂反应，随反应进行稀盐酸不再反应，产生的Cl₂小于0.5mol，结合Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O分析．

解答： 解：（1）KMnO₄+KF+H₂O₂+HF→K₂MnF₆+O₂+H₂O中，Mn元素的化合价由+7价降低为+4价，H₂O₂中O元素的化合价由-1价升高为0，由电子守恒可知，KMnO₄与H₂O₂的物质的量之比为

(1-0)×2

(7-4)

=2：3，故答案为：2：3；
（2）2K₂MnF₆+4SbF₅→4KSbF₆+2MnF₃+F₂↑中Mn元素的化合价降低，则氧化剂为K₂MnF₆，F元素的化合价升高，失去电子被氧化，故答案为：K₂MnF₆；F；
（3）③中产生1molKSbF₆，生成0.25molF₂，由F元素的化合价可知转移电子为0.25mol×2×[0-（-1）]=0.5mol；F失去电子，发生氧化反应，则改用惰性电极进行电解，则F₂应当在阳极附近逸出，故答案为：0.5；阳极；
（4）HCl在标况下为44.8L，n（HCl）=

44.8L

22.4L/mol

=2mol，与过量的MnO₂反应，随反应进行稀盐酸不再反应，产生的Cl₂小于0.5mol，由Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O可知，1molNaOH完全反应需要0.5molCl₂，则NaOH有剩余，故答案为：B．

点评：本题考查氧化还原反应，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意电子转移的计算及电子守恒的应用，题目难度不大．