【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當于如今的初高中水平，其最大特點就是可用于“自學”。當然由于本書是大半個世紀前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學生直接拿來自學。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實的學酥重新自修以查漏補缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的備注。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學叢書』其實還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學基礎(chǔ)自學內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學的一條龍數(shù)理化自學教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因為6677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風險極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認為6677版不失為一套不錯的自學教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時間，將『數(shù)理化自學叢書6677版』上傳成文字版。?

第一章鹵族元素

§1-8氟

【01】在前面幾節(jié)里，我們比較詳盡地研究了氯和氯的化合物。在鹵族元素里，除氯以外，還有氟、溴、碘三種元素。由這三種元素組成的單質(zhì)和化合物，不論在性質(zhì)方面，在自然界里的存在和制法方面，或者化合物的組成方面，和氯以及相應(yīng)的氯的化合物，都有著很大的相似性，在學習這些元素時，要經(jīng)常和氯對比起來研究：通過這種對比，認識它們的相似點和相異點，了解它們性質(zhì)遞變的規(guī)律性，這樣，就能系統(tǒng)地掌握鹵族元素的知識。現(xiàn)在我們先來研究氟和氟的化合物。

氟氣

【02】氟的元素符號是F，原子量是19。氟氣的分子式是，分子量是38。

1、氟氣的物理性質(zhì)

【03】在通常情況下，氟氣是一種幾乎無色的氣體，只有在厚層時才顯現(xiàn)出很淡的黃綠色。氟氣有和氯氣相似的刺激性氣味，有毒，毒性比氯氣更加劇烈，能強烈地刺激呼吸器官，吸入多量，會引起嚴重的中毒。氟氣不象氯氣那樣容易液化，在平常壓強下，要冷卻到-188℃時才凝成液體，液態(tài)氟在-223℃時凝固。

2、氟氣的化學性質(zhì)

【04】氟氣的化學性質(zhì)和氯氣十分相似，只是比氯氣更加活潑。氟氣跟氫氣、金屬、許多非金屬以及某些有機化合物的反應(yīng)，都十分劇烈。例如，氟氣跟氫氣相遇，即使在黑暗處和很低的溫度下，也立即爆炸而化合，生成氟化氫氣體：

【山注，F(xiàn)_2+H_2=2HF】

【05】氟氣跟水的反應(yīng)也比氯氣強烈得多。前面講過，氯氣溶解在水里生成氯水。在氯水里，氯跟水的反應(yīng)是極其緩慢的，只有在日光照射下，反應(yīng)才容易被察覺到。但氟氣跟水相遇，雖在常溫和黑暗的地方，也會猛烈地發(fā)生反應(yīng)，置換出水里的氧：

【山注，2F_2+2H_2O=4HF+O_2↑】由于這一原因，氟氣是不能夠單純地溶解于水的。

【06】氟氣跟金屬的作用也遠比氯氣劇烈，許多金屬都能在氟氣里燃燒。

【07】氟氣還容易跟硫、磷、碳等許多非金屬直接化合。

【08】許多有機化合物在氟氣里自己就會發(fā)火燃燒起來。

【09】氟氣是一切非金屬單質(zhì)里最最活潑的物質(zhì)，氟的希臘原文是“摧毀者”的意思。

【10】由于氟氣的化學性質(zhì)非?；顒?，因此，在自然界里沒有單質(zhì)氟存在。自然界里氟的最重要的礦石是螢石，它的主要成分是氟化鈣()。天然出產(chǎn)的磷灰石里也含有氟。此外，動物的骨骼和牙齒里也都含有少量的氟。

【11】氟氣在工業(yè)上的應(yīng)用近年來有很大的發(fā)展，它可以用來制造某些耐腐蝕性的、高絕緣性的塑料和能耐高溫的潤滑油。

氟的化合物

【12】氟跟氫的化合物是氟化氫，它的分子式是。

【13】氟化氫在許多方面和前面講過的氯化氫都很相似。

【14】在實驗室里，氟化氫是由氟化物（常用的是氟化鈣）跟酸(硫酸)經(jīng)復分解反應(yīng)而制得：

【山注，CaF_2+H_2SO_4\mathop{=\!=}\limits^{加熱}CaSO_4+2HF↑】

【15】這個反應(yīng)不能夠在普通的玻璃器皿里發(fā)生，必須在鉛制的容器內(nèi)進行，這是因為氟化氫有腐蝕玻璃的性質(zhì)。

【16】氟化氫也是一種具有刺激性氣味的無色氣體，非常容易溶解在水里，在潮濕的空氣里會產(chǎn)生白霧。它的水溶液是一種酸，叫做氫氟酸，具有酸的一切通性，只是酸性比鹽酸弱得多（氫氟酸是一種弱酸）。

【17】前面講到，單質(zhì)氟的化學性質(zhì)非?；顫姡虼?，在氟的化合物里，氟和別種元素的結(jié)合也就特別牢固。這就是說，氟的化合物比其他鹵素的相應(yīng)的化合物都要穩(wěn)定得多。這里所講的氟化氫也是一切鹵化氫里最為穩(wěn)定的化合物。

【18】我們知道，鹽酸（氯化氫的水溶液）能被二氧化錳所氧化，生成氯氣（§1-3）【山注，化2-1-03第4段，傳送門CV20920656】。但氫氟酸不僅不能被二氧化錳氧化，即使現(xiàn)在已知的最強的氧化劑，也不能把它氧化。

【19】氫氟酸有劇毒，碰到皮膚會引起痛而難于痊愈的灼傷。在使用氫氟酸時，最好能帶上橡皮手套。

【20】氫氟酸還有一種特殊的性質(zhì)，就是它能夠腐蝕玻璃。這是因為玻璃里含有一種叫做二氧化硅()的物質(zhì)，它能夠跟氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，生成水和四氟化硅()，四氟化硅是氣體，生成后就逸散開去，這樣玻璃就被腐蝕了。氫氟酸跟二氧化硅反應(yīng)的化學方程式是：

【山注，4HF+SiO_2=2H_2O+SiF_4↑】

【21】利用這個反應(yīng)，可以在玻璃上雕刻花紋，或在某些玻璃儀器(例如量筒、滴定管、溫度計等)上面刻字或作各種標記。

【22】如果要在玻璃上雕刻花紋，可取玻璃一小塊，在它表面上涂一薄層熔化的石蠟，待冷凝后，用針尖在蠟上雕刻出一定的花紋，括去雕刻處的石蠟。

【23】另外用一鉛制的蒸發(fā)皿，內(nèi)放氟化鈣粉和硫酸.在蒸發(fā)皿的邊緣上，墊一圈切開的橡皮管【在鉛蒸發(fā)皿邊上墊一圈橡皮的目的，是使玻璃片不直接和熱的蒸發(fā)皿邊緣接觸，防止玻璃片上的蠟熔化】然后把涂蠟的玻璃片蓋在蒸發(fā)皿上（涂蠟的一面朝下)，把蒸發(fā)皿放在石棉鐵絲網(wǎng)上，用酒精燈微微加熱（圖1-12)。在看到玻璃表面雕刻處變得模糊不清時，取下玻片（這個實驗要在通風的地方做，氟化氫有劇毒，切勿吸入），用汽油揩去玻璃表面上的石蠟。這時玻璃上就刻有花紋。

【24】氫氟酸的鹽就是氟化物，例如，氟化鈉()、氟化鈣()等。在氟化物里，氟的化合價都是一價。

【25】在氟化物的溶液里加入硝酸銀溶液沒有沉淀產(chǎn)生，這是因為氟化銀是能夠溶解于水的（這點和其他的鹵化物不同）。

【26】氟的化合物在工農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，近年來有了很大的發(fā)展。例如，氟化鈉現(xiàn)在用來殺滅農(nóng)作物的害蟲（蝗蟲、象鼻蟲等），某些含氟的有機化合物可以用來制造具有耐腐蝕性的塑料，沒有毒性的致冷劑（例如“氟利昂”）【致冷劑就是工業(yè)上用來產(chǎn)生低溫的物質(zhì)，例如第一冊第三章里講到的“干冰”，就是一種致冷劑】【山注，化1-3-04第6段，傳送門CV20562699】，能夠耐高溫的潤滑劑和沒有著火危險的溶劑等。

習題1-8

1、哪些實驗事實可以證明氟氣的化學性質(zhì)比氯氣更加活潑？

2、寫出氟氣跟鎂、跟鋁反應(yīng)的化學方程式。

3、說明氫氟酸腐蝕玻璃的原理。

4、寫出氟化鈉跟硫酸反應(yīng)的化學方程式。