PPT《第八章 卤素》

3 单质的制备 1. Cl2 的制备 工业生产中采用电解饱和 NaCl 水溶液的方法生产氯气. 传统的工艺是用石棉将电解池的两极隔开. 阴极区 OH- 过剩,溶液显碱性. 阳极区 Na+ 过剩. 阳极(石墨)2 Cl- Cl2 +

2 e- 阴极(铁网)2 H+ +

2 e- H2 电解反应

2 NaCl +

2 H2O ―― H2 + Cl2 +

2 NaOH 电解 现代氯碱工业中,两极间使用高分子阳离子交换膜作隔离材料. 盐水进料 阳极 废盐水 Cl2 H2 阳离子交换膜 Na+ 稀NaOH 阴极 35% NaOH(aq)

2 NaCl +

2 H2O ―― H2 + Cl2 +

2 NaOH 电解 盐水进料 阳极 废盐水 Cl2 H2 阳离子交换膜 Na+ 稀NaOH 阴极 35% NaOH(aq) 阳极区过剩的钠离子可以通过离子膜进入阴极区,中和 OH-. 但离子膜阻止 OH- 进入阳极区,避免了它与阳极产物 Cl2 的接触. 盐水进料 阳极 废盐水 Cl2 H2 阳离子交换膜 Na+ 稀NaOH 阴极 35% NaOH(aq) Cl2 常温下加压可液化装入钢瓶中,钢瓶表面涂绿色. 实验室制取氯气的反应为 MnO2 +

4 HCl(浓)―― MnCl2 +

2 H2O + Cl2 为什么 MnO2 可以氧化 HCl ? MnO2 +

4 HCl(浓)―― MnCl2 +

2 H2O + Cl2 MnO2 +

4 H+ +

2 e-Mn2+ +

2 H2O E ? = 1.23 V Cl2 +

2 e-2 Cl- E ? = 1.36 V 当盐酸很浓时,H+ 使正极的电极电势增大. 同时 Cl- 使负极的电极电势减小. MnO2 +

4 H+ +

2 e-Mn2+ +

2 H2O Cl2 +

2 e-2 Cl- 所以 MnO2 与浓盐酸反应可制得 Cl2. 思考题 加热的目的是什么? MnO2 +

4 HCl(浓)―― MnCl2 +

2 H2O + Cl2

2 KMnO4 +

16 HCl(浓)2 MnCl2 +

2 KCl +

5 Cl2 +

8 H2O KMnO4 与盐酸反应,也可以制取 Cl2 用KMnO4 作氧化剂,反应不需要加热. KMnO4 的氧化性很强 E ?(MnO4- / Mn2+)= 1.51 V 元素氟的制取前后历时六七十年,不少化学家为之损害了健康,甚至献出了生命. 2. F2 的制备 真可谓化学元素发现史上一段悲壮的历程. 莫瓦桑于1886 年第一次电解液态 HF 制得 F2. 法国学者亨利・莫瓦桑(Henri Moissan)最后解决了这一问题. 因为 HF 导电性差,所以电解时........