Question

（I）下图是一些常见的单质．化合物之间的转化关系图，有些反应中的部分物质被略去．A为含14个电子的双原子分子，C．E为金属单质，B化合物中含E原子质量含量为70%．反应①②均为工业上的重要反应．

请回答下列问题：
（1）D的电子式为______．
（2）K的化学式为______．
（3）写出B与C高温反应生成E和F的化学方程式：______．
（4）写出D与J的稀溶液反应生成G的离子方程式：______．
（5）I→L的离子方程式______．
（II）随着尖端技术的发展，氟的用途日益广泛，如用F₂将UF₄氧化成UF₆，然后用气体扩散法使铀的同位素²³⁵U和²³⁸U分离．而氟单质的制备通常采用电解氧化法．下图是电解熔融的氟氢化钾（KHF₂）和无水氟化氢的混合物，其装置如图：
（1）已知阴极的反应为：2HF₂^-+2e^-=H₂+4F^-则电解的总反应为：______．
（2）出口1是（写化学式，下同）______，出口2是______．
（3）在电解质的熔盐中常加入另一种氟化物（AlF₃），他的作用是①减少HF的挥发②______．
（4）随着电解的进行有一种物质会不断被消耗，需要从入口处进行补充，则从入口处加入的物质是（写化学式）______．
（5）化学家Karl Chrite首次用化学方法制的氟，这是1986年合成化学研究上的一大突破．具体制法为：
①4KMnO₄+4KF+20HF=4K₂MnF₆+10H₂O+3O₂
②SbCl₅+5HF=SbF₅+5HCl
③2K₂MnF₆+4SbF₅4KSbF₆+2MnF₃+F₂
则下列说法正确的是______．
A．反应①中KMnO₄既是氧化剂又是还原剂，K₂MnF₆是氧化产物
B．反应③中K₂MnF₆一定是氧化剂可能还起到还原剂的作用，SbF₅一定不是氧化剂
C．反应②能够发生可能原因是生成稳定的络合物SbF₅的缘故
D．生成0.5mol的F₂整个反应过程中转移的电子总数是4N_A个．

Answer 1

解：（I）A为含14个电子的双原子分子，结合转化图，则A为CO，反应①②均为工业上的重要反应，推断①是工业生产金属铁的反应，所以B是氧化铁，C是金属铝，则D为CO₂，E为Fe，H是氯化亚铁，K为氯化铁，F为Al₂O₃，I为AlCl3，L为偏铝酸钠．
（1）二K的化学式为氧化碳是直线型非极性分子，电子式为：，故答案为：；
（2）K的化学式为FeCl₃，故答案为：FeCl₃；
（3）金属铝和氧化铁发生铝热反应，方程式为：Fe₂O₃+AlFe+Al₂O₃，故答案为：Fe₂O₃+AlFe+Al₂O₃；
（4）二氧化碳和少量的氢氧化钠反应生成的是碳酸氢钠，实质是：CO₂+OH^-=HCO₃^-，故答案为：CO₂+OH^-=HCO₃^-；
（5）铝离子能和过量的烧碱反应生成偏铝酸钠，实质是：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案为：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（II）（1）阴极的反应为：2HF₂^-+2e^-=H₂↑+4F^-，阳极反应为：2F^-→2e^-+F₂↑，则总的电解反应为：2KHF₂2KF+H₂↑+F₂↑，故答案为：2KHF₂2KF+H₂↑+F₂↑；
（2）阴极的反应为：2HF₂^-+2e^-=H₂↑+4F^-，阳极反应为：2F^-→2e^-+F₂↑，出口1是F₂，出口2是H₂，故答案为：F₂；H₂；
（3）氟化物（AlF₃）的作用是减少HF的挥发，并能降低电解质的熔点，故答案为：降低电解质的熔点；
（4）反应过程中HF不断地被消耗，可以随时加入，即从入口处加入的物质是HF，故答案为：HF；
（5）A、反应①中KMnO₄既是氧化剂又是还原剂，K₂MnF₆是还原产物，故A错误；
B、反应③中K₂MnF₆一定是氧化剂，氧化剂具有氧化性，起氧化作用，故B错误；
C、化学反应易向着生成稳定化合物的方向进行，反应②能够发生可能原因是生成稳定的络合物SbF₅的缘故，故C正确；
D、反应中化合价升高数目=化合价降低数目=转移的电子数目=2N_A，即生成1mol的F₂整个反应过程中转移的电子总数是2N_A个，当生成0.5mol的F₂整个反应过程中转移的电子总数是N_A个，故D错误．
故选C．
分析：（I）（1）根基CO₂的结构和成键情况来书写电子式；
（2）氯化亚铁和氯化铁之间可以相互转化；
（3）根据铝热反应的原理书写化学方程式；
（4）二氧化碳和少量的氢氧化钠反应生成的是碳酸氢钠；
（5）铝离子能和过量的烧碱反应生成偏铝酸钠，不会出现沉淀；
（II）（1）根据电解池的阳极和阴极发生的电极反应来书写总反应；
（2）根据两个电极反应的产物来回答；
（3）根据氟化物（AlF₃）的性质来分析所起的作用；
（4）反应过程中不断地被消耗的物质是电解过程中需要添加的物质；
（5）A、化合价升高元素所在的反应物是还原剂，对应的产物是氧化产物；化合降低元素所在的反应物是氧化剂；
B、氧化剂具有氧化性，起氧化作用；
C、化学反应易向着生成稳定化合物的方向进行；
D、化合价升高数目=化合价降低数目=转移的电子数目．
点评：本题是一道综合题，考查角度广，难度较大，要求学生具备分析和解决问题的能力．