高中化學(xué)-硼、氟及其化合物知識(shí)詳解

一．硼及其化合物1、硼的性質(zhì)（1）物理性質(zhì)：?jiǎn)钨|(zhì)硼有晶態(tài)硼和無(wú)定形硼兩種。晶體硼呈黑灰色，以正二十面體為基本的結(jié)構(gòu)單元，硬度與金剛石的硬度接近，其導(dǎo)電性差，但它的導(dǎo)電率卻隨著溫度的升高而增大，從而示出與金屬導(dǎo)體的不同，化學(xué)性質(zhì)較為惰性。無(wú)定型硼為棕色粉末，化學(xué)性質(zhì)較為活潑。（2）化學(xué)性質(zhì)①常溫下，硼穩(wěn)定，僅與F2反應(yīng)：2B+3F22BF3②點(diǎn)燃條件下，硼在空氣中燃燒放出大量的熱：4B+3O22B2O3③硼氧鍵的鍵能很大，因此硼可以從許多穩(wěn)定的氧化物如SiO2，P2O5中取氧，在煉鋼過程中可以作為去氧劑：3SiO2+4B3Si+2B2O3。④高溫時(shí)，無(wú)定形硼可以同水蒸氣作用生成硼酸：2B+6H2O(g)2B(OH)3+3H2。⑤高溫時(shí)，硼也可以與N2、S、鹵素等反應(yīng)：2B+N22BN，

2B+3SB2S3，

2B+3Cl2BCl3。⑥無(wú)定形硼與NaOH有類似硅的反應(yīng)：2B+6NaOH2Na3BO3

+3H2↑⑦可利用金屬還原法制得單質(zhì)硼（通常用Mg或Al）：B2O3+3Mg2B+3MgO。

2、工業(yè)制取硼及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系轉(zhuǎn)化關(guān)系相應(yīng)步驟涉及的反應(yīng)①硼鎂礦與燒堿溶液反應(yīng)生成可溶于水的偏硼酸鈉（NaBO2）和Mg(OH)2：2MgO·B2O3＋2NaOH＋H2O===2NaBO2＋2Mg(OH)2↓向偏硼酸鈉溶液中通入CO2使NaBO2轉(zhuǎn)化成硼砂：4NaBO2＋CO2＋10H2O===Na2B4O5(OH)4·8H2O＋Na2CO3②將硼砂與硫酸反應(yīng)，得到硼酸：Na2B4O5(OH)4·8H2O＋H2SO4===4H3BO3＋Na2SO4＋5H2O③硼酸加熱分解得到氧化硼：2H3BO3B2O3＋3H2O④用鎂或鋁還原B2O3制得硼：B2O3＋3Mg3MgO＋2B⑤硼和NaOH溶液反應(yīng)生成NaBO2（或Na[B(OH)4]）和H2：2B＋2NaOH＋2H2O===2NaBO2＋3H2↑或2B＋2NaOH＋6H2O===2Na[B(OH)4]＋3H2↑二．氟及其化合物1、氟氣（F2）（1）F2與水反應(yīng)十分劇烈，可置換出水中的氧生成氧氣：2F2+2H2O4HF+O2。（2）F2在低溫黑暗中即可與H2直接化合放出大量熱，導(dǎo)致爆炸，無(wú)法控制。（3）氟氣是淡黃綠色氣體，在任何溫度下都可與金屬直接化合，生成高價(jià)氟化物，F(xiàn)2與Cu、Ni、Mg作用時(shí)金屬表面生成一層致密氟化物保護(hù)膜而中止反應(yīng)，所以F2可偖存在Cu、Ni、Mg或合金制成的容器中。（4）除O2，N2，稀有氣體He和Ne外，F(xiàn)2可與所有非金屬作用直接化合成高價(jià)氟化物，如XeF6。低溫下可與C，Si，S，P猛烈反應(yīng)生成氟化物，大多數(shù)氟化物都具有揮發(fā)性。（5）F2和堿反應(yīng)：堿液濃度較小時(shí)（2%）：2F2+2NaOH2NaF+OF2+H2O；當(dāng)堿濃度大時(shí)：2F2+4NaOH4NaF+O2+2H2O。，（6）F2是最強(qiáng)的氧化劑，因此工業(yè)氟氣的制備只采用電解法。在實(shí)驗(yàn)室中，常用熱分解含氟化合物來(lái)制單質(zhì)氟，例如BrF5

BrF3+F2↑（這種方法所用原料是用單質(zhì)F2制取的，它是F2的重新釋放，所以，BrF5是F2的儲(chǔ)存材料）。2、氟化氫（HF）（1）HF分子間存在氫鍵，分子有締合現(xiàn)象，HF主要存在形式是二聚(HF)2和三聚的締合分子(HF)3。雖然HF分子間的氫鍵最強(qiáng)，但是H2O分子間氫鍵的數(shù)目比HF分子間的多，所以宏觀表現(xiàn)為，H2O的沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于HF的沸點(diǎn)。（2）氫氟酸水溶液是弱酸，其電離方程式為HFH++F－，電離平衡常數(shù)K=6.3×10-

4；（3）HF可以腐蝕玻璃：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O，CaSiO3+6HFCaF2+3H2O+SiF4↑；因此存放氫氟酸時(shí)需要用鉛、橡膠、聚乙烯或石蠟容器，現(xiàn)在也有用聚四氟乙烯（塑料）容器來(lái)盛裝。（4）HF的制備可用螢石（CaF2）與濃硫酸反應(yīng)：CaF2+H2SO4（濃）CaSO4+2HF↑。3、氟化物（1）氟化鈣（CaF2）又叫螢石，不溶于水；氟化銀（AgF）易溶于水，與其他鹵化物不同。（2）氟離子易