拨开迷雾 跨过陷阱
——例析几道卤素“易错题”
例1、F2在加热的条件下,物质的量相同的F2(气体)跟烧碱完全反应,生成NaF、H2O和另一种气体,该气体是( )
A、H2 B、HF C、OF2 D、O2
剖析：错解者认为F2先与水作用,生成HF继续与氢氧化钠反应,最终得到产物为NaF、H2O、O2.忽略了反应F2与NaOH的物质的量问题.根据质量守恒定律,结合已知(F2与NaOH的物质的量之比为1∶1、产物NaF、H2O)可以写出反应的化学方程式为：2F2+2NaOH=2NaF+2H2O+OF2↑
例2、在反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O中,当生成0.5molCl2时,氧化产物和还原产物的物质的量之比为___________
A、5∶1 B、3∶1 C、1∶3 D、1∶5
剖析：同种元素发生氧化还原反应时化合价变化遵循“只靠近不交叉”的原则,KClO3中Cl得到5个电子转化为Cl2(被还原),同样的HCl中的Cl失去一个电子转化为Cl2(被氧化),反应中氧化产物和还原产物均为Cl2,且氧化产物和还原产物的物质的量之比等于氧化剂得电子数和还原剂失去电子数之比,即5∶1
例3、标准状况下,往100mL 0.2mol/L的FeBr2溶液中通入一定体积的Cl2,充分反应后,溶液中有50%的Br—被氧化.则通入的氯气的体积是( )
A、0.224L B、0.336L C、0.448L D、0.672L
剖析：在氧化还原反应中,还原性(氧化性)越强的物质(或粒子)优先参与氧化还原反应.由于Fe2+还原性比Br—强,当往FeBr2中通入氯气,依次发生：①Cl2+2Fe2+=2Cl—+2Fe3+；②Cl2+2Br—=2Cl—+Br2,因此溶液中的Fe2+被完全氧化并有50%Br—被氧化.根据电子得失关系,Fe2+、Br—离子失去的电子总数(0.02mol+0.02mol=0.04mol)等于Cl2得到的电子总数.由于每个Cl2在反应中得到2个电子,因此Cl2的物质的量为0.02mol,其体积为0.448L.
例4、取17.4gMnO2固体粉末与一定体积的浓盐酸(含溶质0.4mol)共热制取氯气(假设HCl挥发损失不计),下列叙述中正确的是( )
A、反应过程中MnO2作催化剂 B、盐酸未完全反应
C、参加反应的盐酸有一半被氧化 D、反应产生2.24L氯气(标况)
选C、D
剖析：静态考虑反应问题,忽略盐酸浓度变化引起还原性变化的事实.随反应的进行,盐酸的浓度逐渐减小,对应的还原性逐渐减弱,直至发生的氧化还原反应被停止.因此该反应过程中,虽然MnO2过量,盐酸也不可能完全反应,同样的,收集到的气体也不可能是2.24L.但是不论如何,参与反应的盐酸一定有一半被氧化(对应的量一定少于0.2mol).
例5、有一种碘和氧的化合物可以称为碘酸碘,其中碘元素呈+3、+5两种价态,则这种化合物的化学式为( )
A、I2O4 B、I2O5 C、I4O7 D、I4O9
剖析：根据氯酸钾的化学式可知氯酸根为ClO3—,推知碘酸根的表示式为IO3—,其对应的I的化合价为+5；由于碘酸碘中碘的化合价为+3、+5两种价态,因此阳离子的化合价为+3价.根据化合价代数和为0的原则,该化合物的化学式为I(IO3)3,即I4O9.