第11章卤素 1山电解制氟时,为何不用KF的水溶液?液态氟化氢为什么不导电,而氯化钾的无水氟化氢 溶液却能导电? 解:由于氟的高还原电位(E-2.87V,氟遇水时会同水发生反应。因此,制备单质F,不 能用KF的水溶液。电解制氟的反应方程式是: 2Km电解2KF1H+F51 液态氟化氢不导电,但氣化钾的无水氟化氢溶液能导电,是因为液态氟化氢可同无水氟化钾 作用形成KHF2,该物质可发生强的电离作用,产生正负离子,从而导电。 KHF:→K*+HF, 本质上,无水氟化氢是溶剂,氟化钾是溶解于氟化氢的溶质,该体系是非水H证溶剂(也 是类水溶剂)的电解质溶液。 112氟在本族元素中有哪些特殊性?氟化氢和氢氯酸有哪些特性? 解:同同族其它元素相比,氟元素的特殊性主要有: (1)除单质外,氟的氧化态呈一1价,不呈正氧化态(其它卤素有多种氧化态):氟有特别强 的氧化性: (2氟的电了亲合能比氯小(从氯到又逐渐减小)。 (3)F的键能因孤对电子的影响而小于C2。 (4)同其它的HⅨ在室温时是双原子气体相比,氟化氢是一种由氢键引起的聚合多原子气体 亚X。与同族其它元素的氢化物相比,由于氟化氢分子间存在强的氢键,其培点、沸点、 汽化热和热力学稳定性都特别高。HF的高介电常数、低黏度和宽的液态范围,使它是各 种类型化合物的一种极好溶剂。许多M、M和M严的离子性化合物在亚中溶解后由于 易离解而得到高效导电的溶液(XeF,HSOF,SF6及M6(M:Mo、W、U、R Os)在HF中可溶解但不离解) (5)氟化氢的水溶液即氢氟酸。同其它氢卤酸是强酸相比,氢氯酸的 酸性较弱: HF+HHO'+F- K92.4~4.7×10-4 HF+F k=525 与共它弱酸相似。F浓度越稀,共电离常数越大。但是,随着亚浓度的增加,体系的 酸度增大。当浓度>5mol.dm3时,氢氟酸便是一种相当强的酸. (6)无论HF(g),还是氢氟酸,都可问SiO2作用,其它HX无此性质。 ()HOF跟HOC,HOBr,HOI不同,不是酸。 (8)氟化物的溶解度与共他卤化物明显不同,如NF溶解度较小,而其他NaX易溶,又如, Ca2难溶,而其他CaX易溶。 11.3(I)根据电极电势比较KMhO,、K,Cr,O,和MnO2与盐酸(mol~dm-)反应而生成的反应 趋势。 (2)若用MO2与盐酸反应,使能顺利地发生C2,盐酸的最低浓度是多少? 解:(1)渣酸表:82C=1.358v EStnOF /Mn=1.491V E8,oic3=1.33V E8Mn02M24=l.228V第 11 章卤素 11.l 电解制氟时,为何不用 KF 的水溶液?液态氟化氢为什么不导电,而氟化钾的无水氟化氢 溶液却能导电? 解:由于氟的高还原电位(E y F2/F-=2 . 87V) ,氟遇水时会同水发生反应。因此,制备单质 F2不 能用 KF 的水溶液。电解制氟的反应方程式是: 2KHF2 === 2KF↑+H2 + F2↑ 液态氟化氢不导电,但氟化钾的无水氟化氢溶液能导电, 是因为液态氟化氢可同无水氟化钾 作用形成 KHF2,该物质可发生强的电离作用,产生正负离子,从而导电。 KHF2 K + + HF2- 本质上,无水氟化氢是溶剂,氟化钾是溶解于氟化氢的溶质,该体系是非水 HF 溶剂(也 是类水溶剂)的电解质溶液。 11.2 氟在本族元素中有哪些特殊性?氟化氢和氢氟酸有哪些特性? 解:同同族其它元素相比,氟元素的特殊性主要有: ( l )除单质外,氟的氧化态呈-l 价,不呈正氧化态(其它卤素有多种氧化态);氟有特别强 的氧化性; ( 2)氟的电子亲合能比氯小(从氯到碘又逐渐减小)。 ( 3 ) F2 的键能因孤对电子的影响而小于 Cl2 。 ( 4 )同其它的 HX 在室温时是双原子气体相比,氟化氢是一种由氢键引起的聚合多原子气体 (HF )x。与同族其它元素的氢化物相比,由于氟化氢分子间存在强的氢键,其熔点、沸点、 汽化热和热力学稳定性都特别高。HF 的高介电常数、低黏度和宽的液态范围,使它是各 种类型化合物的一种极好溶剂。许多 M I 、M II 和 M III 的离子性化合物在 HF 中溶解后由于 易离解而得到高效导电的溶液( XeF2, HSO3F , SF6 及 MF6 ( M:Mo 、W 、U 、Re 、 Os )在 HF 中可溶解但不离解) ( 5 )氟化氢的水溶液即氢氟酸。同其它氢卤酸是强酸相比,氢氟酸的 酸性较弱: HF + H2 H3O + + F- K1 2.4~4.7×10-4 HF + F- HF2- K2 =5~25 与其它弱酸相似,HF 浓度越稀,其电离常数越大。但是,随着 HF 浓度的增加,体系的 酸度增大。当浓度>5mol. dm-3 时,氢氟酸便是一种相当强的酸。 ( 6 )无论 HF( g ) ,还是氢氟酸,都可同 SiO2作用,其它 HX 无此性质。 ( 7 ) HOF 跟 HOCI , HOBr ,HOI 不同,不是酸。 ( 8 )氟化物的溶解度与其他卤化物明显不同,如 NaF 溶解度较小,而其他 NaX 易溶,又如, CaF2 难溶,而其他 CaX2 易溶。 11.3 ( l )根据电极电势比较 KMnO4 、K2Cr2O7 和 MnO2与盐酸(l mol ·dm -3) 反应而生成的反应 趋势。 (2)若用 MnO2 与盐酸反应,使能顺利地发生 Cl2,盐酸的最低浓度是多少? 解: ( 1 )查酸表:E y Cl2/Cl-=1.358V E y MnO 4- /Mn 2+ =1.491V E y Cr2O 7 2- /Cr 3+=1.33V E y MnO2/Mn 2+=1.228V 电解