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卤素单质的制备

来源:作者:张红 点击:所属专题: 溴单质 卤族 氟气 碘单质 氯气
1.F 2 的制备 由于F2的氧化性极强,因此欲制备F 2 ,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===F 2 阴极:钢,2HF2-+2e===H 2 +4F- 95~100C,阴极与阳极用钢网隔开,避免F2和H2

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1.F2的制备 

由于F2的氧化性极强,因此欲制备F2,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°C,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等互卤素单质的制备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+5HCl ,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 

2.Cl2的制备

(1)工业:电解食盐水 

(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,由于氧化剂卤素单质的制备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+7H2O+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 

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(PH=3·5

(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→0.14kg Br2 

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+H2

IO3+3HSO3=I+3SO42+3H

IO3+I+6H=3I2+3H2

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+2H2

(责任编辑:化学自习室)
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