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想制F2。。有贼心没贼胆,搞不好我就挂了 OTL
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[COLOR="Purple]1. F2 的制备
由于F2的氧化性极强,因此欲制备F2,一般只能用最强的方法—电解法。
电解质是KF.nHF(熔融)电解时用石墨做阳极,钢或软钢做阴极并做电解槽的材料。
阳极:石墨, 2F- - 2e === F2
阴极:钢, 2HF2- + 2e === H2 + 4F-
95~100 ℃, 阴极与阳极用钢网隔开,避免F2和 H2相遇发生爆炸。
由于F2的贮运困难,实验室也常用BrF5等互卤化物热分解制取少量的F2。
实验室: BrF5 = BrF3 + F2 >500 °C
氟的实验室制备方法:
采用K2MnF6 和SbF5为原料。
2KMnO4+ 2KF + 10HF + 3H2O2 = 2K2MnF6+8H2O+3O2
Sb + 5HF = SbF5 +5 HCl
再以K2MnF6 和SbF5为原料制备MnF4, MnF4不稳定,分解放出F2。
K2MnF6 + 2SbF5 = 2KSbF6 + MnF4 (423K)
2MnF4 = 2MnF3 + F2
[COLOR="purple]2. Cl2的制备:
(1)工业:电解饱和食盐水
(2) 实验室:
在实验室中制备氯气是以常用的氧化剂(MnO2,K2Cr2O7, KMnO4)与HCl水溶液反应制备。
由于氧化剂电极电位数值的差异,所需盐酸浓度不同。
MnO2 + HCl = MnCl2 + 2H2O+2Cl2
加热条件下,HCl 的浓度为8mol·dm-3
K2Cr2O7+14HCl = 2CrCl3 + 2KCl + 7 H2O + 3Cl2
加热,HCl的浓度为6mol·dm-3
2KMnO4+16HCl = 2MnCl2+ 2KCl+8H2O + 5Cl2
加热,HCl的浓度为2mol·dm-3
[COLOR="purple]3. Br2的制备:
溴在工业上是从海水中提取制备的(约1t海水可制备0.14kg的溴)。
其工艺过程包括置换、碱性条件下歧化、浓缩、酸性条件下逆歧化制备溴。
(1)氯气通入pH为3.5的海水中(置换)
Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2 (pH3.5)
(2)用压缩空气吹出Br2 ,并在碱性条件下歧化
Br2 + 3CO32- = 5Br- +BrO3-+3CO2↑
(3)浓缩溶液,在酸性条件下逆歧化
5Br - + BrO3- +6H+ = 3Br2 + 3H2O
1t海水→0.14kgBr2
[COLOR="purple]4. I2 的制备 :
IO3- 来源于智利硝石(NaNO3+少量NaIO3) 制备KNO3的母液。
母液中含有IO3-、,用还原剂HSO3-还原IO3-制取碘,其离子反应式为:
2IO3-+ 5HSO3- = I2 + 5SO42- + 3H+ + H2O
IO3-+ 3HSO3- = I-+ 3SO42- + 3H+
IO3- + I- +6H+ = 3I2 + 3H2O
工业上,利用海洋生物提取,向海藻灰或干海藻浸取液中通入适量的氯气,可将碘氧化出来:
2I- + Cl2 = I2 + Cl-
I2 + Cl2 + H2O = 2IO3- + 10Cl- + 12H+
或向浸取液中加MnO2和H2SO4,酸性条件下制取I2:
2I- + MnO2 + 4H+ = Mn2+ + I2 + 2H2O
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