Question

11．（1）離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系，由有機陽離子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁．鋼制品應接電源的負極．已知電鍍過程中不產生其他離子且有機陽離子不參與電極反應，陰極電極反應式為4Al₂Cl₇^-+3e^-=Al+7AlCl₄^-．若改用AlCl₃水溶液作電解液，則陰極產物為H₂．220K時在全氟代戊烷溶劑中，Br₂和O₂反應得到固體A，A在NaOH水溶液中歧化為NaBr和NaBrO₃．用過量KI和鹽酸處理A生成I₂，每摩爾A所產生的I₂需5mol Na₂S₂O₃才能與其完全反應（I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆）．則：
①A的化學式為BrO₂A在NaOH溶液中歧化的化學方程式為6BrO₂+6NaOH=NaBr+5NaBrO₃+3H₂O
②若A在全氟代戊烷中與F₂反應得到BrO₂F，該物質微熱后得到BrF₃．如果BrF₃與水按物質的量之比3：5發生反應，其產物為溴酸、氫氟酸、單質溴和氧氣．該反應的化學方程式是：3BrF₃+5H₂O=HBrO₃+9HF+O₂↑
③經測定，液態BrF₃在20°C時導電性很強，說明該化合物在液態時發生了電離存在陰、陽離子．其它眾多實驗證實，存在一系列有明顯離子化合物傾向的鹽類，如：KBrF₄、（BrF₂）₂SnF₆等．由此推斷液態BrF₃電離時的陽離子的是BrF₂⁺陰離子是BrF₄^-（填離子符號）

Answer 1

分析 （1）依據電鍍原理分析，鋼鐵上鍍鋁是利用鋁做陽極，鋼鐵做陰極，由有機陽離子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-組成的離子液體做電解液來實現；改用AlCl₃水溶液作電解液是溶液中氫離子在陰極放電生成氫氣；
①Br₂和O₂反應得到固體BrO₂；A在NaOH水溶液中歧化為NaBr和NaBrO₃，據此書寫方程式；
②BrF₃與水按物質的量之比3：5發生反應，其產物為溴酸、氫氟酸、單質溴和氧氣，據此書寫方程式；
③根據信息：液態BrF₃在20°C時發生了電離存在陰、陽離子，屬于有明顯離子化合物傾向的鹽類來書寫．

解答 解：（1）依據電鍍原理分析，鋼鐵上鍍鋁是利用鋁做陽極與電源正極相連，鋼鐵做陰極與電源負極相連，由有機陽離子、Al₂Cl₇^-和AlCl₄^-組成的離子液體做電解液來實現，離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系，電鍍過程中不產生其他離子且有機陽離子不參與電極反應，則陰極反應生成鋁是發生的還原反應，鋁元素化合價降低，分析離子液體成分，結合電荷守恒分析可知是Al₂Cl₇^-得到電子生成，電極反應為：4Al₂Cl₇^-+3e^-=Al+7AlCl₄^-；改用AlCl₃水溶液作電解液是溶液中氫離子在陰極放電生成氫氣，2H⁺+2e^-=H₂↑；
故答案為：負；4Al₂Cl₇^-+3e^-=Al+7AlCl₄^-；H₂；
①Br₂和O₂反應得到固體BrO₂；A在NaOH水溶液中歧化為NaBr和NaBrO₃，方程式為：6BrO₂+6NaOH=NaBr+5NaBrO₃+3H₂O；故答案為：BrO₂；6BrO₂+6NaOH=NaBr+5NaBrO₃+3H₂O；
②BrF₃與水按物質的量之比3：5發生反應，其產物為溴酸、氫氟酸、單質溴和氧氣，根據電子守恒配平方程式為：3BrF₃+5H₂O=HBrO₃+9HF+O₂↑，故答案為：3BrF₃+5H₂O=HBrO₃+9HF+O₂↑；
③根據信息：液態BrF₃在20°C時發生了電離存在陰、陽離子，屬于有明顯離子化合物傾向的鹽類，得到：液態BrF₃電離時的陽離子的是BrF₂⁺，陰離子是BrF₄^-，故答案為：BrF₂⁺；BrF₄^-．

點評 本題涉及電解池的工作原理以及應用、氧化還原反應知識的遷移應用等知識，屬于信息給定題，注意信息的理解和應用是關鍵，難度中等．