Question

15．A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)在一定條件下有如圖所示的轉(zhuǎn)化關系，所有反應物和生成物均已給出．
（1）若反應①②③均為水溶液中的置換反應，A、D、E都為鹵素單質(zhì)，化合物中的陽離了均為Na⁺，則A、D、E的氧化性由弱到強的順序為I₂＜Br₂＜Cl₂（寫化學式）．在一定條件下E和D以物質(zhì)的量比為5：l在硫酸溶液中恰好完全反應，寫出該反應的離子方程式：5Cl₂+I₂+6H₂O=10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺．
（2）若把B、C、F三種溶液匯集在一起得到1L混合溶液，并物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關系給其中加入一定量的E，溶液中鹵素陰離子的物質(zhì)的量與通入E的體積（標準狀況）的關系如表所示（x和y均大于0）．
各離子的量與E的體積的關系

E的體積（標準狀況）	2.8L	5.6L	11.2L
n（F的陰離子）/mol	1.25	1.5	2
n（C中的陰離子）/mol	1.5	1.4	y
n（B中的陰離子）/mol	x	0	0

I．當通入E的體積為2.8L時，溶液中發(fā)生反應的離子方程式為Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂．
Ⅱ．x=0.15，y=0.9（填具體數(shù)據(jù)）．
Ⅲ．當通入E的體積為11.2L時，該溶液中c（Na⁺）=2.9mol•L^-1（通入E后溶液的體積變化忽略不計）．

Answer 1

分析 （1）反應①②③均為水溶液中的置換反應，A、D、E為鹵素單質(zhì)，由轉(zhuǎn)化關系可知，氧化性應有E＞A＞D，化合物中的陽離了均為Na⁺，則A為Br₂，D為I₂，E為Cl₂，B為NaI、C為NaBr、F為NaCl；
在一定條件下E（Cl₂）和D（I₂）以物質(zhì)的量比為5：l在硫酸溶液中恰好完全反應，據(jù)得失電子守恒有5Cl₂+I₂--10Cl^-+2IO₃^-，再據(jù)電荷守恒有5Cl₂+I₂--10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺，最后據(jù)原子守恒配平；
（2）I．F的陰離子為Cl^-，C的陰離子為Br^-，B的陰離子為I^-，E為Cl₂，還原性I^-＞Br^-，氯氣的物質(zhì)的量為$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，發(fā)生Cl₂+2Br^-═2Cl^-+Br₂時消耗Br^-為0.25mol＜1.5mol-1.4mol=0.1mol，則通入2.8L→5.6L時依次發(fā)生的離子反應為：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂、Cl₂+2Br^-═2Cl^-+Br₂；
Ⅱ．由I中分析可知，通入2.8L→5.6L氯氣氧化Br^-為0.1mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算I^-的物質(zhì)的量；
5.6L→11.2L時通入氯氣5.6L，其物質(zhì)的量為0.25mol，溶液中Cl^-離子增大2mol-1.5mol=0.5mol，說明氯氣完全反應，根據(jù)Cl₂+2Br^-═2Cl^-+Br₂計算5.6L→11.2L時消耗Br^-離子的物質(zhì)的量，進而計算y的值；
Ⅲ．根據(jù)電荷守恒可知：溶液中c（Na⁺）=c（Cl^-）+c（Br^-）．

解答 解：（1）反應①②③均為水溶液中的置換反應，A、D、E為鹵素單質(zhì)，由轉(zhuǎn)化關系可知，氧化性應有E＞A＞D，化合物中的陽離了均為Na⁺，則A為Br₂，D為I₂，E為Cl₂，B為NaI、C為NaBr、F為NaCl，三者的氧化性由弱到強的順序為I₂＜Br₂＜Cl₂；
在一定條件下E（Cl₂）和D（I₂）以物質(zhì)的量比為5：l在硫酸溶液中恰好完全反應，據(jù)得失電子守恒有5Cl₂+I₂--10Cl^-+2IO₃^-，再據(jù)電荷守恒有5Cl₂+I₂--10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺，最后據(jù)原子守恒得：5Cl₂+I₂+6H₂O=10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺，
故答案為：I₂＜Br₂＜Cl₂；5Cl₂+I₂+6H₂O=10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺；
②Ⅰ．F的陰離子為Cl^-，C的陰離子為Br^-，B的陰離子為I^-，E為Cl₂，還原性I^-＞Br^-，氯氣的物質(zhì)的量為$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，發(fā)生Cl₂+2Br^-═2Cl^-+Br₂時消耗Br^-為0.25mol＜1.5mol-1.4mol=0.1mol，則通入2.8L→5.6L氯氣時依次發(fā)生的離子反應為：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂、Cl₂+2Br^-═2Cl^-+Br₂，
故答案為：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂；
Ⅱ．由I中分析可知，通入2.8L→5.6L氯氣氧化Br^-為0.1mol，氯氣的物質(zhì)的量為$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，氧化I^-的物質(zhì)的量=0.125mol×2-0.1mol=0.15mol；
5.6L→11.2L時通入氯氣5.6L，其物質(zhì)的量為$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，溶液中Cl^-離子增大2mol-1.5mol=0.5mol，說明氯氣完全反應，根據(jù)Cl₂+2Br^-═2Cl^-+Br₂可知，算5.6L→11.2L時消耗Br^-離子的物質(zhì)的量為0.25mol×2=0.5mol，則剩余Br^-離子的物質(zhì)的量1.4mol-0.5mol=0.9mol，
故答案為：0.15；0.9；
Ⅲ．當通入E的體積為11.2L時，溶液中Cl^-物質(zhì)的量為2mol，Br^-為0.9mol，依據(jù)電荷守恒，溶液體積為1L，該溶液中c（Na⁺）=c（Cl^-）+c（Br^-）=2.9mol/L；
故答案為：2.9．

點評 本題考查無機物推斷、混合物計算、氧化還原反應等，側(cè)重考查學生分析推理與計算能力，題目難度中等．