Đề bài
Vì sao người ta có thể điều chế \[Cl_2, Br_2, I_2\] bằng cách cho hỗn hợp dung dịch \[H_2SO_4\] đặc và \[MnO_2\] tác dụng với muối clorua, bromua, iotua nhưng không thể áp dụng phương pháp này để điều chế \[F_2\] ? Bằng cách nào có thể điều chế được \[F_2\] ? Viết PTHH của các phản ứng.
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Xem lại lý thuyết về nhóm halogen.Tại đây
Lời giải chi tiết
Người ta có thể điều chế \[Cl_2 ; Br_2 ; I_2\]bằng cách cho hỗn hợp \[H_2SO_4\] và \[MnO_2\] tác dụng với muối clorua, bromua, iotua. Các sản phẩm trung gian là HCl, HBr, HI bị hỗn hợp [\[MnO_2 + H_2SO_4\]] oxi hoá thành \[Cl_2 ; Br_2 ; I_2\].Các PTHH có thể viết như sau :
\[NaCl + H_2SO_4 NaHSO_4 + HCl\]
\[MnO_2 + 4HCl MnCl_2 + Cl_2 + 2H_2O\]
Các phản ứng cũng xảy ra tương tự đối với muối NaBr và NaI.
Không thể áp dụng phương pháp trên để điều chế \[F_2\] vì hỗn hợp oxi hoá [\[MnO_2 + H_2SO_4\]] không đủ mạnh để oxi hoá HF thành \[F_2\].
Cách duy nhất điều chế \[F_2\] là điện phân KF tan trong HF lỏng khan [không có mặt \[H_2O\]]. Dùng dòng điện một chiều 8-12 von ; 4000 - 6000 ampe ; Bình điện phân có catôt làm bằng thép đặc biệt hoặc bằng đồng và anôt làm bằng than chì [graphit].
Ở catôt : \[2H^+ + 2e H_2\]
ở anôt : \[2F^- F_2 + 2e\]