解放军文职招聘考试卤素的制备

 卤素的制备
1 、氟的制备
实验室中，可用含氟化合物的分解反应制取少量的氟：
△ △
K 2 PbF 6 ══ K 2 PbF 4 ＋ F 2 ↑ BrF 5 ══ BrF 3 ＋ F 2 ↑
但这种方法不能认为是化学方法制取氟，因为 K 2 PbF 6 和 BrF 5 的制备过程中要以 F 2 为原料，因此只能认为是氟的储存和释放。
实验室中用化学方法制备单质氟是以 HF 、 KF 、 SbCl 5 和 KMnO 4 为原料，首先分别制备出 K 2 MnF 6 和 SbF 5 ，再以 K 2 MnF 6 和 SbF 5 为原料制备 MnF 4 ， MnF 4 不稳定，可分解放出 F 2 ：
2KMnO 4 ＋ 2KF ＋ 10HF ＋ 3H 2 O 2 ＝ 2K 2 MnF 6 ＋ 8H 2 O ＋ 3O 2
SbCl 5 ＋ 5HF ＝ SbF 6 ＋ 5HCl
423K
K 2 MnF 6 ＋ 2SbF 5 ==== 2KSbF 5 ＋ MnF 4
2MnF 4 → 2MnF 3 ＋ F 2 ↑
由于 F - 离子是极弱的还原剂，不可能用化学方法把它氧化，因此工业上用最强有力的氧化还原手段──电解氧化法──来制备单质氟：
阳极： 2F - = F 2 ↑ + 2e - 阴极： 2HF 2 + 2e - = H 2 ↑ + 4F -
用三份氟氢化钾 KHF 2 和两份无水氟化氢 HF （含水量低于 0.02% ）的混合物为电解质，用铜制的容器作电解槽，槽身作阴极，石墨作阳极，在 373K 左右进行电解。
电解总反应：
2KHF 2 = 2KF + F 2 ↑ + H 2 ↑
2 、氯气的制备
在实验室中采用强氧化剂与浓盐酸反应的方法来制备氯气：
△
MnO 2 ＋ 4HCl ==== MnCl 2 ＋ 2H 2 O ＋ Cl 2 ↑
△
2KMnO 4 ＋ 16HCl ==== 2KCl ＋ 2MnCl 2 ＋ 8H 2 O ＋ 5Cl 2 ↑
工业上制备氯气采用电解饱和食盐水溶液的方法，或者在电解氯化钠熔盐制取金属钠的反应中作为副产物得到氯气：
通电 2NaCl ＋ 2H 2 O ==== H 2 ＋ Cl 2 ＋ 2NaOH
通电
2NaCl( 熔融 ) ==== 2Na ＋ Cl 2 ↑
3 、碘的制备
单质碘的制备一般有两种方法：
(1) 由 I - 制备 I 2
碘离子具有较强的还原性，很多氧化剂如 Cl 2 ， Br 2 ， MnO 2 等在酸性溶液中都能将碘离子氧化成碘单质：
Cl 2 ＋ 2NaI ＝ 2NaCl ＋ I 2
2NaI ＋ 3H 2 SO 4 ＋ MnO 2 ＝ 2NaHSO 4 ＋ MnSO 4 ＋ I 2 ＋ 2H 2 O
后一反应是自海藻灰中提取碘的主要反应。析出的碘可用有机溶剂如二硫化碳 CS 2 和四氯化碳 CCl 4 来萃取分离。
在上述反应中要避免使用过量的氧化剂，以免单质碘进一步被氧化为高价碘的化合物：
I 2 ＋ 5Cl 2 ＋ 6H 2 O ＝ 2IO 3 - ＋ 10Cl - ＋ 12H +
(2) 大量碘的制取还来源于自然界的碘酸钠，用还原剂亚硫酸氢钠 NaHSO 3 使 IO 3 - 离子还原为单质碘：
2IO 3 - ＋ 5HSO 3 - ＝ 3HSO 4 - ＋ 2SO 4 2 - ＋ H 2 O ＋ I 2
实际上述反应是先用适量的 NaHSO3 将碘酸盐还原成碘化物：
IO 3 - ＋ 3HSO 3 - ＝ I - ＋ 3SO 4 2 - ＋ 3H +
再将所得的酸性碘化物溶液与适量的碘酸盐溶液作用便有碘析出：
IO 3 - ＋ 5I - ＋ 6H + ＝ 3I 2 ＋ 3H 2 O