含氧酸和含氧陰離子 Oxyacids and Oxyanions

化學原理啟迪467

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1.     除了氟以外，其餘所有的鹵素都能與各種不同數量的氧原子，形成一系列的含氧酸：

2.     這些酸的強度與連接鹵素的氧原子數量成正比，連接在鹵素上的氧原子數量愈多，酸性愈強；在一系列含氧氯酸中，只有過氯酸perchloric acid（HOClO3），能以純物質的形式存在，過氯酸是一種強酸與強氧化劑。

3.     因為過氯酸與許多有機物反應會爆炸，所以處理上必須特別小心。氯的其他含氧酸必須存放在溶液裡，不過，有許多氯的含氧鹽類是十分常見的。

4.     當氯氣溶解於冷水中，會生成次氯酸hypochlorous acid（HOCl）：

Cl2(aq)＋H2O(l)→HOCl(aq)＋H⁺(aq)＋Cl^－(aq)

5.     特別留意，在這個反應，氯同時被氧化（從氧化數0的Cl2，變成氧化數+1的HOCl）與還原（從氧化數0的Cl2，變為氧化數－1的Cl^－）

6.     在這個反應，同一個元素，同時被氧化與還原，稱為自身氧化還原disproportionation reaction，次氯酸和它的鹽類是強氧化劑，次氯酸溶液是廣泛用於製造漂白與消毒的用品。

7.     氯酸鹽chlorate salts，例如KClO3，也是強氧化劑，可作為除草劑和煙火、炸藥的氧化劑。

8.     氟只會生成一種含氧酸，次氟酸hypofluorous acid（HOF），但氟至少會產生二種氧化物。當氟氣吹入稀釋的氫氧化鈉溶液，會生成二氟化氧oxygen difluoride（OF2）：

4F2(g)＋3H2O(l)→6HF(aq)＋OF2(g)＋O2(g)

9.     二氟化氧OF2是淡黃色氣體（bp＝－145℃），那是強氧化劑。二氟二氧O2F2是橘色固體，我們調製等比例的氟氣與氧氣的混合氣體後，再對混合氣體通電，便可製備出二氟二氧：

F2(g)＋O2(g)－電流→O2F2(s)

n   翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》；圖片來源／mystudyexpress.com