p区元素

第10章 p 区元素

【10-1】完成下列反应方程式： （1）KBr+KBrO 3+H 2SO 4

（2）AsF 5+H 2O （3）OCl 2+H 2O

（4）Cl2通入热的碱液 （5）Br2加入冰水冷却的碱液

解：（1）5KBr+KBrO 3+3H 2SO 4 = 3Br 2+3K 2SO 4+3H 2O

（2）AsF 5+4H 2O = H 2AsO 4 +5HF （3）OCl 2+H2O = 2 HClO

（4）3Cl 2 + 6NaOH(热) = NaClO 3 + 5 NaCl+ 3H 2O （1）Br 2 + 2NaOH(冰水) = NaBr + NaBrO+H 2O

【10-2】用表9-1和表10-1有关数据比较F2和Cl2分别与Na(s)反应时，何者放出的能量更多？并指出造成此结果的原因（NaF 和NaCl 的晶格能分别为915kJ/mol 和778kJ/mol ）。

解：.前者放出的能量多 （11402(NaCl),556)(--⋅-=∆⋅-=∆mol kJ rH mol kJ NaF rH ），因为氟的原子半径小，当生成离子化合物时晶格能大。

计算过程如下：

【10-3】Br 2能从I - 溶液中取代出I ，但I 2又能从KBrO 3溶液中取代出Br 2，这两种实验事实有无矛盾？为什么？

解：不矛盾。因为φ⊖(Br

2/Br -)>φ⊖ (I 2/I -),所以Br 2+2I

- 2Br -+I 2能进行,说明氧化性Br 2>I 2;又因

为φ⊖

(Br /Br 2)>φ⊖

(I

/I 2),所以

2Br +I

2 Br 2

+2I 能进行,说明氧化性

Br

>I

,或还原性I 2>Br 2。

【10-4】将Cl 2不断地通入KI 溶液中，为什么开始时溶液呈黄色，继而有棕色沉淀产生，最后又变成无色溶液？

解：黄色为I 3-

, 棕褐色沉淀为I 2, 无色为IO 3-。有关反应为：

2I － + Cl 2 === 2Cl － + I 2I 2 + I - === I 3-I 2 + 5Cl 2 + 6H 2O === 2IO 3- + 10Cl - + 12H +

【10-5】写出下列制备过程中的反应方程式： （1）由NaBr 制备HBr （2）由KI 制备KIO 3 （3）由I 2和P 制备HI （4）由Cl 2和CaCO 3制备漂白粉

解：

电解(2) KI + 3H 2O === KIO 3 + 3H 2↑(4) CaCO 3===CaO+CO 2↑ CaO + H 2O===Ca(OH)2 2Cl 2 + 2Ca(OH)2===CaCl 2 + Ca(ClO)2 + 2H 2O 高温5. (1) NaBr + H 3PO 4=== NaH 2PO 4 + HBr (3) 2I 2 + 3P + 6H 2O === 2H 3PO 4 + 6H 2O

电解(2) KI + 3H 2O === KIO 3 + 3H 2↑(4) CaCO 3===CaO+CO 2↑ CaO + H 2O===Ca(OH)2 2Cl 2 + 2Ca(OH)2===CaCl 2 + Ca(ClO)2 + 2H 2O 高温5. (1) NaBr + H 3PO 4=== NaH 2PO 4 + HBr (3) 2I 2 + 3P + 6H 2O === 2H 3PO 4 + 6H 2O

【10-6】比较下列性质的大小 （1）键能：F —F 和Cl —Cl （2）电子亲合能：F 和Cl （3）酸性：HI 和HCl （4）热稳定性：HI 和HCl （5）水中溶解度：MgF 2和MgCl 2 （6）氧化性：HClO 和HClO 4

解：（1）F —FHCl ；（4）HIHClO 4 【10-7】在淀粉碘化钾溶液中加入少量NaClO 时，得到蓝色溶液A ；继续加入过量NaClO 时，得到无色溶液B 。然后酸化之，并加入少量固体Na 2SO 3于B 溶液，则蓝色又出现；当Na 2SO 3过量时，蓝色又褪去成无色溶液C ；再加入NaIO 3溶液蓝色又出现。指出A 、B 、C 各为何物？并写出各步的反应方程式。

解：A 溶液中含有被次氯酸钠氧化所得的碘，碘吸附在淀粉形成特征的蓝色；B 溶液中含有被过量的次氯酸钠进一步氧化而得的无色碘酸根；C 溶液中含有被过量的亚硫酸钠还原的最终产物、无色的碘离子。

ClO- (少量) + 2I- + 2H2O = I2 (A) + Cl- +2OH-

I2+ 5ClO-(过量) + 2OH- = 2IO3-(B) + 5Cl- + H2O

2 IO3- + 5SO32-(少量) + 2H+ = I2 + 5SO42- + H2O

I2 + SO32-(过量) +H2O = SO42- + 2I- (C) + 2H+

IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3 H2O

【10-8】完成下列反应方程式：

（1）Na2SO3+Na2S+HCl

（2）H2SO3+ Br2 +H2O

（3）Na2S2O3+I2 +H2O

（4）HNO3(稀) + H2S

（5）H2SO4 (浓) +S

（6）Mn2++S2O82-+H2O

（7）MnO4- + H2O2 + H+

解：（1）Na2SO3+2Na2S+6HCl = 3S+6NaCl+3H2O

（2）H2SO3+ Br2 +H2O = H2 SO4 +2HBr

（3）2Na2S2O3+I2 +H2O = Na2S4O6 +2 NaI

（4）2HNO3(稀) + 3H2S = 3S+2NO+4H2O

（5）2 H2 SO4 (浓) +S = 3SO2 + 2H2O

（6）2Mn2++5S2O82-+8H2O = 2MnO4- +10SO42- +16H+

（7）2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ = 2Mn2++5O2 +8H2O

【10-9】试解释：

（1）为何氧单质以O2形式而硫单质以S8形式存在？

（2）为何硫可生成SF4和SF6，而氧只能生成OF2？

（3）为何亚硫酸盐溶液中往往含有硫酸盐？并指出如何检验SO42-的存在？

（4）为何不能用HNO3与FeS作用来制取H2S？

（5）为何H2S 通入MnSO4溶液中得不到Mn2S沉淀？若向溶液中加入一定量氨水，却有Mn2S 沉淀生成？

解：（1）氧和硫原子的价电子构型均为ns2np6, 都有2个单电子，都可形成2个键，所以它们单质有两种键合方式：一种是两个原子之间以双键相连而形成双原子的小分子；另一种是多个原子之间以单键相连形成多原子的“大分子”，它们以哪种方式成键取决于键能。氧原子半径小，单键键能小、双键键能大，而硫原子半径大，单键键能大、双键键能小。因此，氧单质以O2存在，硫单质以S8形式存在。

（3）亚硫酸根离子有还原性，易被空气中氧气的氧化为硫酸根。加入盐酸酸化的氯化钡，若有