二、单质的化学性质卤素是化学性质活泼的非金属元素。从氟到碘,元素的非金属性及单质的化学活泼性依次减弱。对于卤素单质的化学性质的变化,可以从有关的分子结构、分子的解离能、形成的卤化物的晶格能、键能以及有关的电极电势等来说明。卤素的一些重要的化学反应:1、与金属和非金属单质的反应2P+3X,=2PX33(X代表卤素单质)Zn+ X2= Zn X22、与氢气的反应H, +X,=2HX
卤素是化学性质活泼的非金属元素。从氟到碘,元素 的非金属性及单质的化学活泼性依次减弱。 对于卤素单质的化学性质的变化,可以从有关的分子结构、 分子的解离能、形成的卤化物的晶格能、键能以及有关的电极 电势等来说明。 卤素的一些重要的化学反应: 1、与金属和非金属单质的反应 2P+3X2=2PX3 (X代表卤素单质) Zn+ X2= Zn X2 2、与氢气的反应 H2+X2=2HX 二、单质的化学性质
3、与水的反应发生氧化反应 2X,+2H,0 = 4HX +02激烈程度:F2>Cl>Br2发生岐化反应 X,+H,O =HXO+HXK(CI2)=4.8 X 10-4因此:Cl >Br2>IK(Br2)=5.0 X 10-9K(I2) =3.0 × 10-13由于K很小,难怪人们将其水溶液叫“氯水”、“溴水”和“碘水”在碱存在下,促进X,在H,O中的溶解,岐化:X, + 2 OH- = X- + XO- +H,03X, + 60H- = 5X- + X03 + 3H,0Cl在20℃时只有前一反应进行,70℃时后一反应才进行得很快;Br2在20℃时两个反应都进行很快,0℃时后一反应才较缓慢;I2在0℃时后一反应也进行得很快,I,与碱反应只能得到碘酸盐
3、与水的反应 发生氧化反应 2X2 + 2 H2O = 4HX + O2 激烈程度:F2﹥Cl2﹥Br2 发生岐化反应 X2 + H2O = HXO + HX K(Cl2)=4.8×10-4 K(Br2)=5.0×10-9 因此:Cl2﹥Br2﹥I2 K(I2) =3.0×10-13 由于K 很小,难怪人们将其水溶液叫“氯水” 、 “溴水”和“碘水”. 在碱存在下,促进 X2 在 H2O 中的溶解,岐化: X2 + 2 OH- = X- + XO- + H2O 3X2 + 6OH- = 5X- + XO3 - + 3H2O Cl2 在20℃时只有前一反应进行,70℃时后一反应才进行得很快; Br2 在 20℃时两个反应都进行很快,0℃时后一反应才较缓慢; I2 在0℃时后一反应也进行得很快,I2与碱反应只能得到碘酸盐
三、卤素单质的制备:卤素主要以卤化物形式存在于自然界。氟的资源是CaF2(荧石)和磷灰石;氯、溴是海水和盐湖卤水;碘是碘酸盐沉积。萤石冰晶石智利硝石CaF23NaF.AIF3Na1O3
三、卤素单质的制备: 卤素主要以卤化物形式存在于自然界。氟的资源是 CaF2 (荧石)和磷灰石;氯、溴是海水和盐湖卤水;碘是碘酸盐 沉积.萤石 CaF2 智利硝石 NaIO3 冰晶石 3NaF.AlF3
1、F,的制备电解法阳极(无定型炭)2F- == F, +2e2HF,-+2e-==H,+4F阴极(电解槽)电解质:氟氢化钾(KHF,)+氟化氢(HF)化学方法2KMn0+2KF+10HF+3H,0,==2K,MnF,+8H,0+30SbCl,+5HF == SbF,+5HCIK,MnF,+2SbF,423K2KSbF,+MnFMnF,+1/2F
1、F2的制备 电解质:氟氢化钾﹙ KHF2 ﹚+ 氟化氢(HF) 阳极(无定型炭) 2F– == F2 +2e– 阴极(电解槽) 2HF2 – + 2e– == H2+ 4F– 电解法 化学方法 2KMnO4+2KF+10HF+3H2O2 == 2K2MnF6+8H2O+3O2 SbCl5+5HF == SbF6+5HCl K2MnF6+2SbF5 423K 2KSbF5+MnF4 MnF3+1/2F2
目前氟的工业制备技术HF inletH,outletF,outletH,outlet已有了很大的改进:电解2 KHF2()2 KF(S) + Hz + + F2 353~363K电解过程中要不断添加无水HF液体由于F,的制备和储运有极大不便,人们HF/KFelectrolyte常用IF2·AsF的热分解方法制取少量Fz:SteelCarbon473Kcathode (-)anode(+)IF2·AsFs(s)+2KFKIF6+KAsF6+F2 ↑熔盐电解装置图日本在1999年10月已将其研制的氟气发生器正式推向市场.俄国、德国、中国也先后开展了此项研究工作20世纪80年代中、后期西方国家氟的年生产能力约为2400t.其中55%用于生产UF,40%用于生产SF,其余用于制造CF和氟化石墨(用于电池)等.生产的F,或者就地使用(例如制造UF.和SF。),或者液化或装入高压钢瓶中投入市场
目前氟的工业制备技术 已有了很大的改进: 电解过程中要不断添加无水 HF 液体. 由于F2的制备和储运有极大不便,人们 常用 IF2·AsF6 的热分解方法制取少量 F2: 日本在1999年10月已将其研制的氟气发生器正式推向市场. 俄国、德 国、中国也先后开展了此项研究工作. 2 KHF2(l) 2 KF(S) + H2↑+ F2↑ 20 世纪 80 年代中、后期西方国家氟的年生产能力约为 2400 t. 其中 55 % 用于生产UF6,40 % 用于生产 SF6,其余用于制造 CF4 和氟化石 墨(用于电池)等. 生产的 F2 或者就地使用(例如制造 UF6 和 SF6 ), 或者液化或装入高压钢瓶中投入市场. 熔盐电解装置图 IF2·AsF5(s)+2KF KIF6 + KAsF6+ F2↑ 电解 353~363K 473K