Question

15．A、B、C、D、E、F六种物质在一定条件下有如图所示的转化关系，所有反应物和生成物均已给出．
（1）若反应①②③均为水溶液中的置换反应，A、D、E都为卤素单质，化合物中的阳离了均为Na⁺，则A、D、E的氧化性由弱到强的顺序为I₂＜Br₂＜Cl₂（写化学式）．在一定条件下E和D以物质的量比为5：l在硫酸溶液中恰好完全反应，写出该反应的离子方程式：5Cl₂+I₂+6H₂O=10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺．
（2）若把B、C、F三种溶液汇集在一起得到1L混合溶液，并物质的转化关系给其中加入一定量的E，溶液中卤素阴离子的物质的量与通入E的体积（标准状况）的关系如表所示（x和y均大于0）．
各离子的量与E的体积的关系

E的体积（标准状况）	2.8L	5.6L	11.2L
n（F的阴离子）/mol	1.25	1.5	2
n（C中的阴离子）/mol	1.5	1.4	y
n（B中的阴离子）/mol	x	0	0

I．当通入E的体积为2.8L时，溶液中发生反应的离子方程式为Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂．
Ⅱ．x=0.15，y=0.9（填具体数据）．
Ⅲ．当通入E的体积为11.2L时，该溶液中c（Na⁺）=2.9mol•L^-1（通入E后溶液的体积变化忽略不计）．

Answer 1

分析 （1）反应①②③均为水溶液中的置换反应，A、D、E为卤素单质，由转化关系可知，氧化性应有E＞A＞D，化合物中的阳离了均为Na⁺，则A为Br₂，D为I₂，E为Cl₂，B为NaI、C为NaBr、F为NaCl；
在一定条件下E（Cl₂）和D（I₂）以物质的量比为5：l在硫酸溶液中恰好完全反应，据得失电子守恒有5Cl₂+I₂--10Cl^-+2IO₃^-，再据电荷守恒有5Cl₂+I₂--10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺，最后据原子守恒配平；
（2）I．F的阴离子为Cl^-，C的阴离子为Br^-，B的阴离子为I^-，E为Cl₂，还原性I^-＞Br^-，氯气的物质的量为$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，发生Cl₂+2Br^-═2Cl^-+Br₂时消耗Br^-为0.25mol＜1.5mol-1.4mol=0.1mol，则通入2.8L→5.6L时依次发生的离子反应为：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂、Cl₂+2Br^-═2Cl^-+Br₂；
Ⅱ．由I中分析可知，通入2.8L→5.6L氯气氧化Br^-为0.1mol，根据电子转移守恒计算I^-的物质的量；
5.6L→11.2L时通入氯气5.6L，其物质的量为0.25mol，溶液中Cl^-离子增大2mol-1.5mol=0.5mol，说明氯气完全反应，根据Cl₂+2Br^-═2Cl^-+Br₂计算5.6L→11.2L时消耗Br^-离子的物质的量，进而计算y的值；
Ⅲ．根据电荷守恒可知：溶液中c（Na⁺）=c（Cl^-）+c（Br^-）．

解答 解：（1）反应①②③均为水溶液中的置换反应，A、D、E为卤素单质，由转化关系可知，氧化性应有E＞A＞D，化合物中的阳离了均为Na⁺，则A为Br₂，D为I₂，E为Cl₂，B为NaI、C为NaBr、F为NaCl，三者的氧化性由弱到强的顺序为I₂＜Br₂＜Cl₂；
在一定条件下E（Cl₂）和D（I₂）以物质的量比为5：l在硫酸溶液中恰好完全反应，据得失电子守恒有5Cl₂+I₂--10Cl^-+2IO₃^-，再据电荷守恒有5Cl₂+I₂--10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺，最后据原子守恒得：5Cl₂+I₂+6H₂O=10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺，
故答案为：I₂＜Br₂＜Cl₂；5Cl₂+I₂+6H₂O=10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺；
②Ⅰ．F的阴离子为Cl^-，C的阴离子为Br^-，B的阴离子为I^-，E为Cl₂，还原性I^-＞Br^-，氯气的物质的量为$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，发生Cl₂+2Br^-═2Cl^-+Br₂时消耗Br^-为0.25mol＜1.5mol-1.4mol=0.1mol，则通入2.8L→5.6L氯气时依次发生的离子反应为：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂、Cl₂+2Br^-═2Cl^-+Br₂，
故答案为：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂；
Ⅱ．由I中分析可知，通入2.8L→5.6L氯气氧化Br^-为0.1mol，氯气的物质的量为$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，根据电子转移守恒，氧化I^-的物质的量=0.125mol×2-0.1mol=0.15mol；
5.6L→11.2L时通入氯气5.6L，其物质的量为$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，溶液中Cl^-离子增大2mol-1.5mol=0.5mol，说明氯气完全反应，根据Cl₂+2Br^-═2Cl^-+Br₂可知，算5.6L→11.2L时消耗Br^-离子的物质的量为0.25mol×2=0.5mol，则剩余Br^-离子的物质的量1.4mol-0.5mol=0.9mol，
故答案为：0.15；0.9；
Ⅲ．当通入E的体积为11.2L时，溶液中Cl^-物质的量为2mol，Br^-为0.9mol，依据电荷守恒，溶液体积为1L，该溶液中c（Na⁺）=c（Cl^-）+c（Br^-）=2.9mol/L；
故答案为：2.9．

点评 本题考查无机物推断、混合物计算、氧化还原反应等，侧重考查学生分析推理与计算能力，题目难度中等．