高中化学-硼、氟及其化合物知识详解

一．硼及其化合物1、硼的性质（1）物理性质：单质硼有晶态硼和无定形硼两种。晶体硼呈黑灰色，以正二十面体为基本的结构单元，硬度与金刚石的硬度接近，其导电性差，但它的导电率却随着温度的升高而增大，从而示出与金属导体的不同，化学性质较为惰性。无定型硼为棕色粉末，化学性质较为活泼。（2）化学性质①常温下，硼稳定，仅与F2反应：2B+3F22BF3②点燃条件下，硼在空气中燃烧放出大量的热：4B+3O22B2O3③硼氧键的键能很大，因此硼可以从许多稳定的氧化物如SiO2，P2O5中取氧，在炼钢过程中可以作为去氧剂：3SiO2+4B3Si+2B2O3。④高温时，无定形硼可以同水蒸气作用生成硼酸：2B+6H2O(g)2B(OH)3+3H2。⑤高温时，硼也可以与N2、S、卤素等反应：2B+N22BN，

2B+3SB2S3，

2B+3Cl2BCl3。⑥无定形硼与NaOH有类似硅的反应：2B+6NaOH2Na3BO3

+3H2↑⑦可利用金属还原法制得单质硼（通常用Mg或Al）：B2O3+3Mg2B+3MgO。

2、工业制取硼及其化合物的转化关系转化关系相应步骤涉及的反应①硼镁矿与烧碱溶液反应生成可溶于水的偏硼酸钠（NaBO2）和Mg(OH)2：2MgO·B2O3＋2NaOH＋H2O===2NaBO2＋2Mg(OH)2↓向偏硼酸钠溶液中通入CO2使NaBO2转化成硼砂：4NaBO2＋CO2＋10H2O===Na2B4O5(OH)4·8H2O＋Na2CO3②将硼砂与硫酸反应，得到硼酸：Na2B4O5(OH)4·8H2O＋H2SO4===4H3BO3＋Na2SO4＋5H2O③硼酸加热分解得到氧化硼：2H3BO3B2O3＋3H2O④用镁或铝还原B2O3制得硼：B2O3＋3Mg3MgO＋2B⑤硼和NaOH溶液反应生成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、氟气（F2）（1）F2与水反应十分剧烈，可置换出水中的氧生成氧气：2F2+2H2O4HF+O2。（2）F2在低温黑暗中即可与H2直接化合放出大量热，导致爆炸，无法控制。（3）氟气是淡黄绿色气体，在任何温度下都可与金属直接化合，生成高价氟化物，F2与Cu、Ni、Mg作用时金属表面生成一层致密氟化物保护膜而中止反应，所以F2可偖存在Cu、Ni、Mg或合金制成的容器中。（4）除O2，N2，稀有气体He和Ne外，F2可与所有非金属作用直接化合成高价氟化物，如XeF6。低温下可与C，Si，S，P猛烈反应生成氟化物，大多数氟化物都具有挥发性。（5）F2和碱反应：碱液浓度较小时（2%）：2F2+2NaOH2NaF+OF2+H2O；当碱浓度大时：2F2+4NaOH4NaF+O2+2H2O。，（6）F2是最强的氧化剂，因此工业氟气的制备只采用电解法。在实验室中，常用热分解含氟化合物来制单质氟，例如BrF5

BrF3+F2↑（这种方法所用原料是用单质F2制取的，它是F2的重新释放，所以，BrF5是F2的储存材料）。2、氟化氢（HF）（1）HF分子间存在氢键，分子有缔合现象，HF主要存在形式是二聚(HF)2和三聚的締合分子(HF)3。虽然HF分子间的氢键最强，但是H2O分子间氢键的数目比HF分子间的多，所以宏观表现为，H2O的沸点远高于HF的沸点。（2）氢氟酸水溶液是弱酸，其电离方程式为HFH++F－，电离平衡常数K=6.3×10-

4；（3）HF可以腐蚀玻璃：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O，CaSiO3+6HFCaF2+3H2O+SiF4↑；因此存放氢氟酸时需要用铅、橡胶、聚乙烯或石蜡容器，现在也有用聚四氟乙烯（塑料）容器来盛装。（4）HF的制备可用萤石（CaF2）与浓硫酸反应：CaF2+H2SO4（浓）CaSO4+2HF↑。3、氟化物（1）氟化钙（CaF2）又叫萤石，不溶于水；氟化银（AgF）易溶于水，与其他卤化物不同。（2）氟离子易