Question

氟和氟盐是化工原料．由于氟气性质活泼，很晚才制取出来．
（1）不能通过电解纯净的液态HF获得F₂，其原因是

 

；但电解液态KHF₂时，两极分别得到F₂和H₂，写出阳极上HF₂^-放电产生气体的电极反应式

 

．
（2）利用K₂MnF₆和SbF₅在一定条件下发生反应也能制取氟，同时生成KSbF₆ 和MnF₃，化学方程式为

 

，其中还原产物是

 

．
（3）已知氟化氢气体中存在下列平衡：
H₃F₃?3HF△H＞0，H₂F₂?2HF△H＞0．
①若在定温定容条件下再充入H₃F₃，则H₃F₃与HF的浓度（mol?L^-1）比值

 

（填“增大”“减小”或“不变”，下同）；
②若在定温定容条件下再充入HF，则H₃F₃与HF的浓度（mol?L^-1）比值

 

．
（4）一定浓度的HF和Al₂（SO₄）₃混合液中，铝的各种微粒含量?随pH的分布曲线如图所示．用NaOH使混合液的pH从5调整到7，写出有关反应的离子方程式为

 

，

 

．

Answer 1

考点：电解原理,弱电解质在水溶液中的电离平衡

专题：电离平衡与溶液的pH专题,电化学专题

分析：（1）氟化氢是共价化合物，纯液体时不电离，电解池阳极是阴离子失电子发生氧化反应；
（2）依据氧化还原反应的电子守恒结合元素化合价变化分析配平方程式，依据元素化合价升降分析还原产物；
（3）反应物和生成物都只有一种，增加一种反应物或生成物，都相当于在原来的基础上减小体积，增大压强，则平衡向逆反应方向移动，不管是增加H₃F₃或HF，H₃F₃与HF的浓度比值都增大；
（4）由图可知溶液pH=5时，混合液中铝的微粒为AlF₂⁺、AlF₃，pH值=7时，铝的微粒为Al（OH）₃，即AlF₂⁺、AlF₃与OH^-反应生成Al（OH）₃、F^-．

解答： 解：（1）电解物质时需要物质在液态是能导电，而氟化氢是共价化合物，纯液体时不电离，所以不能通过电解纯净的液态HF获得F₂，电解池阳极上发生的是失电子的氧化反应，电极反应式为HF₂^--2e^-=F₂+H⁺，
故答案为：氟化氢是共价化合物纯液态时不电离；HF₂^--2e^-=F₂+H⁺；
（2）K₂MnF₆和SbF₅在一定条件下发生反应也能制取氟，同时生成KSbF₆ 和MnF₃，依据化合价升高和降低相同即电子守恒，Mn元素化合价降低从+4价变化为+3价，F元素的化合价升高从-1价变化为0价，依据原子守恒、电子守恒配平方程式为：2K₂MnF₆+4SbF₅=4KSbF₆+2MnF₃+F₂↑；其中还原产物为MnF₃，
故答案为：2K₂MnF₆+4SbF₅=4KSbF₆+2MnF₃+F₂↑；MnF₃．
（3）①若在定温定容下再充入H₃F₃，反应物和生成物都只有一种，增加一种反应物或生成物，都相当于在原来的基础上减小体积，增大压强，则平衡向逆反应方向移动，则H₃F₃与HF的浓度（mol/L）比值增大，故答案为：增大；
②若在定温定容再充入HF，反应物和生成物都只有一种，增加一种反应物或生成物，都相当于在原来的基础上减小体积，增大压强，则平衡向逆反应方向移动，则H₃F₃与HF的浓度（mol/L）比值增大，故答案为：增大；
（4）由图可知溶液pH=5时，混合液中铝的微粒为AlF₂⁺、AlF₃，pH值=7时，铝的微粒为Al（OH）₃，即AlF₂⁺、AlF₃与OH^-反应生成Al（OH）₃、F^-，反应离子方程式为AlF₂⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓+2F^-、AlF₃+3OH^-=Al（OH）₃↓+3F^-，
故答案为：AlF₂⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓+2F^-、AlF₃+3OH^-=Al（OH）₃↓+3F^-．

点评：本题考查电解原理的应用，氧化还原反应的配平方法和概念分析应用以及弱电解质的电离等知识，题目难度中等．