高氟酸
眾所周知,氟是自然界中存在氧化性最強的單質。然而,在接近絕對零度時,我們發現元素性質竟可以在銻場影響下發生極大變化,元素金屬性變為每周期從右往左依次下降,同主族元素金屬性從上到下依次下降!在那時,氟單質顯示出極強的還原性,其還原性相當於常溫下的銫(Cs)。
在極低溫下,氟單質表現出還原性時,將其保持為氣態,同氧氣反應,迅速生成一種極為穩定的離子化合物七氧化二氟(F2O7,即高氟酸酐)。我們將氣溫升至2000攝氏度高溫後,七氧化二氟依然十分穩定,這使得經典熱力學受到極大的質疑,七氧化二氟常溫下為一種無色,有特殊香味的氣體,與水反應生成高氟酸HFO4。在這種物質中,氟顯+7價,氧顯-2價,氫顯+1價。
性質 編輯
高氟酸在常溫下能與水以任意比互溶,且溶解吸熱,這對經典化學又是一大衝擊。我們向高氟酸中通入氫氣,結果證明高氟酸是一種強酸,而且在溫度不高時,竟然沒有氧化性!但在高溫下或高濃度時,高氟酸在無機含氧酸中氧化性最強。其酸性約為高氯酸的3000多倍,經精確分析,確認為3792倍。且32%濃度的高氟酸在15攝氏度,101kPa時可以與金反應,生成高氟酸金。
高氟酸可助燃,具強腐蝕性、強刺激性,可致人體灼傷。工業上用於高氟酸鹽的製備,人造金剛石提純,電影膠片製造,醫藥工業,電拋光工業,用於生產砂輪,除去碳粒雜質,還可用作氧化劑等。
結構 編輯
高氟酸的結構介於最左圖和最右圖之間,存在不同的共振式。
製取 編輯
普通法 編輯
氟冷反應:Cl2O7+F2==F2O7+Cl2;
遇水反應:F2O7+H2O==2HFO4
酸泡法:KFO4+H2SO4=KHSO4+HFO4。
氟星法 編輯
HF(g)+4H2O==HFO4·2H2(aq);
HFO4·2H2(aq)+2F2(g)==4HF(g)+HFO4(aq)。
化學反應 編輯
高氟酸和硫酸鋇反應:HFO4+BaSO4==Ba(HSO4)(FO4)
高氟酸和鹼反應,以氫氧化鈉為例(放出大量熱):NaOH+HFO4==NaFO4+H2O
高氟酸和氯氣劇烈反應(爆炸):2Cl2+2HFO4==2HF+2Cl2O3+O2
高氟酸和氟化氫反應(氧化還原反應):HFO4+7HF==4F2+4H2O
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