课件 高考化学一轮复习第五单元 化工生产中重要非金属元素 第十六讲　卤素　海水资源的开发和利用

这是一份课件 高考化学一轮复习第五单元 化工生产中重要非金属元素 第十六讲　卤素　海水资源的开发和利用，共60页。PPT课件主要包含了夯实必备知识，2递变规律，淡黄色，2置换萃取法，Br-，对点自测，提升关键能力，海水资源的利用，反渗透，氯碱工业等内容，欢迎下载使用。
第16讲 卤素　海水资源的开发 和利用
考点一　卤族元素及X-的检验考点二　海水资源的开发和利用经典真题·明考向作业手册
夯实必备知识 | 提升关键能力
考点一　卤族元素及X-的检验
1. 卤素单质的物理性质
[提醒] Br2具有较强的挥发性,I2受热易升华。
2. 卤素单质的化学性质
(1)相似性(F2、Cl2、Br2具有强氧化性,I2具有弱氧化性) [提醒] 最高价氧化物对应的水化物(除F外)都符合HXO4形式,都是强酸,HClO4是酸性最强的酸。
(1)AgNO3溶液——沉淀法
3. 卤素离子的检验方法
(3)氧化——淀粉法检验I-
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)卤素单质都能与铁反应生成FeX3(X=F、Cl、Br、I)　　(　)(2)向无色溶液中滴加氯水和CCl4,振荡,静置,下层溶液显紫色说明原溶液中有I-(　)(3)卤素单质都能与水反应,生成HX和HXO(X=F、Cl、Br、I)(　)
[解析] (3)除F2之外的卤素单质X2与水反应都生成HX和HXO,F2与水反应生成HF和O2。
(4)CCl4萃取碘水中的I2,先从分液漏斗下口放出有机层,后从上口倒出水层(　)(5)浓硫酸不能干燥HBr、HI,因为HBr、HI还原性较强,能与浓硫酸发生氧化还原反应(　)(6)加碘盐中含有碘酸钾,能使淀粉变蓝(　)
[解析] (6)淀粉遇到碘单质变蓝。
题组一　卤素的性质及递变规律
1.根据卤族元素的性质和规律,下列有关说法不正确的是(　 )A.从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实,可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,还原性依次增强C.淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝:4I-+O2+2H2O = 2I2+4OH-D.碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度
2.[2023·湖北十堰质检] 某同学进行如下实验:
下列分析不正确的是(　 )A.Ⅰ中CCl4层显橙色,说明CCl4层含Br2B.Ⅱ中的现象说明I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度C.Ⅲ中CCl4层显紫色,说明Cl2的氧化性强于I2D.Ⅲ中CCl4层变为橙色时,水层中仍含有大量I-
题组二　卤素离子的检验
3.下列叙述中正确的是( 　)A.能使湿润的淀粉-KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2B.用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液C.向某溶液中加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-D.某浅黄色的溴水,加入CCl4振荡静置后,上层显橙红色
[解析] 还有很多氧化剂(如O3等)能将I-氧化为I2,A项错误;碘单质的CCl4溶液显紫色,而非I-,C项错误;CCl4的密度比水大,应下层显橙红色,D项错误。
4.鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是(　 )①碘水、淀粉溶液②氯水、CCl4③溴水、苯④稀硝酸、AgNO3溶液⑤氯水、苯⑥FeCl3溶液、CCl4A.①②④ B.②③⑥ C.②④⑤ D.④⑤⑥
[解析] ①NaCl、NaBr、NaI中加碘水和淀粉溶液均变蓝色,无法鉴别;②氯水加入NaBr、NaI中,再加CCl4萃取,下层分别为橙红色和紫红色,加入NaCl中不发生反应,可以鉴别;③溴水与NaCl、NaBr不反应,与NaI反应生成I2,用苯萃取后,前两种上层均为橙红色,无法鉴别;
④NaCl、NaBr、NaI与AgNO3溶液反应分别生成AgCl、AgBr、AgI沉淀,且均不溶于稀硝酸,沉淀颜色依次为白色、淡黄色、黄色,可以鉴别;⑤与②的原理相似,只是有色层在上层,可以鉴别;⑥FeCl3溶液只能氧化I-生成I2,不能鉴别。
题组三　拟卤素和卤素互化物的性质
5.[2024·安徽师大附中测试] 卤素间形成的化合物如“IF5、BrCl、IBr”等称为卤素互化物,化学性质与卤素单质类似。下列关于卤素互化物性质的描述及发生的相关反应正确的是(　 )A.IF5和卤素单质一样,元素化合价都是0B.IBr与Fe反应的化学方程式为3IBr+2Fe = FeI3+FeBr3C.1 ml BrCl与足量FeBr2溶液完全反应时转移的电子为1 mlD.IBr与水发生的反应不是氧化还原反应
[解析] F的非金属性比I强,IF5中I为+5价,F为-1价,故A错误;氧化性:Fe3+>I2,IBr与Fe反应生成FeI2和FeBr2,故B错误;BrCl与足量FeBr2反应的化学方程式为3BrCl+6FeBr2 = FeCl3+5FeBr3,BrCl中Br元素在反应中由+1价变为-1价,故1 ml BrCl与足量FeBr2溶液完全反应时转移的电子为2 ml,故C错误;IBr中溴电负性较强,Br显-1价、I显+1价,IBr可以与水反应生成HIO和HBr,各元素化合价没有改变,不是氧化还原反应,故D正确。
6.[2024·湖北重点高中联考] 拟卤素是指由两个或两个以上电负性较大的元素的原子构成的原子团,这些原子团在自由状态时,与卤素单质的性质相似,成为阴离子时与卤素阴离子的性质也相似。硫氰(SCN)2是一种重要的拟卤素,可发生反应:Na2S2O6+(SCN)2+2H2O = 2H2SO4+2NaSCN,下列说法错误的是( 　)A.NaSCN为还原产物B.(SCN)2可以和Fe反应,生成Fe(SCN)3C.每消耗1 ml (SCN)2,约转移6.02×1023个电子D.(SCN)2可以和NaOH反应,可能生成两种盐
[解析] 将“SCN”看成一个整体,该反应中Na2S2O6失电子,(SCN)2得电子被还原生成的NaSCN为还原产物,A正确;(SCN)2类似于卤素,与Fe反应生成Fe(SCN)3,B正确;将“SCN”看成一个整体,整个(SCN)2在该反应中得到2个电子,每消耗1 ml (SCN)2,约转移1.204×1024个电子,C错误;(SCN)2类似于卤素,与NaOH反应生成NaSCN和NaSCNO两种盐,D正确。
考点二　海水资源的开发和利用
(1)流程(2)电解饱和氯化钠溶液的化学方程式为　 。
3. 从海水中提取溴的方法
(2)基本步骤及主要反应
Cl2+2Br- = Br2+2Cl-
2HBr+Cl2 = 2HCl+Br2
(1)实验流程 (2)两种原理①主要的化学原理:Cl2+2KI = 2KCl+I2或H2O2+2I-+2H+ = I2+2H2O。②主要的物理原理:单质碘用苯萃取,分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)从海水中提取溴的工艺流程中两次出现Br- Br2的过程,其目的是对海水中的溴元素进行富集　　(　)(2)从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现　　(　)(3)海水呈弱碱性(　)
[解析] (2)海水晒盐是物理变化。
(4)实验室从海带中提取单质碘的方法:取样→灼烧→溶解→过滤→萃取(　)(5)蒸发海水制成饱和食盐水,将其电解可制得金属钠　　(　)
[解析] (4)海带中含有I-,要加入氧化剂将I-氧化成I2,再加入萃取剂萃取。
[解析] (5)电解饱和食盐水得到的是NaOH、氢气和氯气。
2.欲从含Br-的海水中提取溴单质,需要经过一系列操作,实验装置及物质的性质如下:
下列说法中正确的是( 　)A.可用装置甲氧化海水中的Br-B.装置乙中选用正十二烷而不用CCl4,是因为正十二烷的密度更小C.用装置丙进行蒸馏,先收集正十二烷再收集Br2D.可用装置丁长期贮存液溴
[解析] 装置甲通入氯气后会将液体压入氢氧化钠溶液中,不能用装置甲氧化海水中的Br-,导管应长进短出,A错误;装置乙中选用正十二烷而不用CCl4,是因为正十二烷的沸点高,便于使用蒸馏法分离溶于正十二烷中的溴,B错误;用装置丙进行蒸馏, Br2的沸点比正十二烷低,所以先收集到的是溴,C错误。
题组一　从海水中提取溴
2.工业上从海水中提取液溴的流程图如下:已知:溴的沸点为58.78 ℃,微溶于水,有毒性。请回答:(1)某同学利用如图乙所示装置进行步骤①至步骤④的实验,当进行步骤①时,应关闭活塞　 , 打开活塞　　　　。 
[解析] (1)进行步骤①的目的是通入氯气氧化溴离子,应关闭bd,打开ac,进行反应和尾气处理。
(2)步骤②中可根据　　　　　　　　　　　　　,简单判断热空气的流速。  
[解析] (2)步骤②是利用溴单质易挥发的性质,关闭ac,打开bd,通入热空气将生成的溴单质赶进装置B,和通入的二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸,根据A中气泡冒出的快慢判断热空气的流速。
(3)步骤③中简单判断反应完全的依据是 　 。 
[解析] (3)步骤③中是二氧化硫和溴单质发生氧化还原反应生成氢溴酸和硫酸,因此简单判断反应完全的依据是溴水由橙色变为无色,即B中橙色刚好褪去。
(4)从“溴与水的混合物Ⅰ”到“溴与水的混合物Ⅱ”的目的是　　　　　　　　　　　　。  
[解析] (4)海水中Br-浓度低,从“溴与水的混合物Ⅰ”到“溴与水的混合物Ⅱ”的过程,目的是增大溴单质的浓度,富集溴元素。
浓缩Br2(或富集溴)
(5)步骤⑤用如图丙所示装置进行蒸馏,蒸馏烧瓶中尚未安装温度计,安装时应注意 　　　　 　　 　　　　　　,直接加热装置C不合理,应改为　　　　　　,图中E、F的作用分别是　　　　　　、　　　　　　。  
[解析] (5)蒸馏装置中温度计测定的是馏出成分的蒸气温度,蒸馏烧瓶中安装温度计时应注意温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处;为提供稳定的加热温度,避免温度过高,装置C应改为水浴加热;装置E可冷凝溴蒸气得到液溴;溴有毒,装置F中的氢氧化钠溶液用于吸收溴蒸气,防止污染空气。
温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口附近
题组二　从海带中提取碘
3.实验室从海带中获得纯碘,下列实验操作错误的是(　 )
[解析] 固体灼烧用坩埚,A正确;不溶性固体与液体分离使用过滤,B正确;蒸馏法分离I2与CCl4,C错误;碘易升华,遇到烧瓶底部(冷水)又凝华,可用升华法分离粗碘,D正确。
1. [2023·浙江卷] 探究卤族元素单质及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是(　 )
由题意可知,向硝酸银溶液中加入氯化钾溶液时,硝酸银过量,再加入碘化钾溶液时,生成碘化银沉淀,不存在沉淀的转化,无法比较氯化银和碘化银的溶度积大小,故C错误;新制氯水中的氯气和次氯酸都能与碘化钾溶液反应生成碘,碘单质能使淀粉变蓝色,则溶液变蓝色不能说明溶液中存在氯气分子,无法证明氯气与水的反应存在限度,故D错误。
3. [2022·辽宁卷] 镀锌铁钉放入棕色的碘水中,溶液褪色;取出铁钉后加入少量漂白粉,溶液恢复棕色;加入CCl4,振荡,静置,液体分层。下列说法正确的是(　 )A.褪色原因为I2被Fe还原B.液体分层后,上层呈紫红色C.镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈D.溶液恢复棕色的原因为I-被氧化
[解析] Zn比Fe活泼,更容易失去电子,还原性更强,先与I2发生氧化还原反应,故溶液褪色原因为I2被Zn还原,A错误;液体分层后,I2在CCl4层,CCl4的密度比水大,则下层呈紫红色,B错误;若镀层金属活泼性大于Fe,则Fe不易生锈,反之,若Fe活泼性大于镀层金属,则Fe更易生锈,由于活泼性:Zn>Fe>Sn,则镀锡铁钉更易生锈,C错误;漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,其具有强氧化性,可将I-氧化,D正确。
4. [2021·全国甲卷节选] 碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:(1)I2的一种制备方法如图所示:①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为 　 ,生成的 沉淀与硝酸反应,生成　 　　　后可循环使用。 
2AgI+Fe = 2Ag+Fe2++2I-　
[解析] (1)①由流程图可知悬浊液中含AgI,AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag,FeI2易溶于水,在离子方程式中能拆写为离子形式,故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI+Fe = 2Ag+Fe2++2I-,生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环。
FeI2+Cl2 = I2+FeCl2
1. 下列说法正确的是(　　)A.将溴水滴入KI溶液中,加入乙醇并振荡,萃取溶液中生成的碘B.向3 mL KI溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加1 mL 淀粉溶液,溶液显蓝色,则Br2的氧化性比I2的强C.检验海水中的碘元素,所用试剂为淀粉溶液D.加热NaI与浓H3PO4混合物可制备HI,说明H3PO4比HI酸性强
[解析] 乙醇易溶于水,不能作萃取剂,A错误;淀粉遇碘单质变蓝色,而海水中碘元素的存在形式为I-,C错误;该反应原理为高沸点酸制低沸点酸,但HI的酸性比H3PO4强,D错误。
2. 海水晒盐后精制得到NaCl,氯碱工业电解饱和NaCl溶液得到Cl2和NaOH,以NaCl、NH3、CO2等为原料可得到NaHCO3;向海水晒盐得到的卤水中通Cl2可制溴;从海水中还能提取镁。下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是(　　)A.NaOH的碱性比Mg(OH)2的强B.Cl2得到电子的能力比Br2的弱C.原子半径r:r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na)D.原子的最外层电子数N:N(Na)Br2>I2C.证明Br2的氧化性比I2的强:向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,观察溶液颜色变化D.在淀粉和I2的混合溶液中滴加KSCN溶液[已知:(SCN)2、SCN-分别与卤素单质、卤素离子性质相似],溶液仍为蓝色,则氧化性:(SCN)2I2,B错误;向盛有淀粉-KI溶液的试管中滴加几滴溴水,振荡,溶液变为蓝色,说明Br2的氧化性比I2的强,C正确;若向淀粉和碘的混合溶液中滴加少量的硫氰化钾溶液,碘未完全反应,溶液也呈蓝色,故溶液仍为蓝色不能判断(SCN)2和碘的氧化性强弱,D错误。
[解析] 在F处,可能是未反应完的Cl2与KI发生反应置换出I2,淀粉遇I2变蓝,不能说明Br2的氧化性比I2强。
2. 某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是(　 )A.E处棉花球变成黄色,说明Cl2的氧化性比Br2强B.F处棉花球变成蓝色,说明Br2的氧化性比I2强C.E处发生反应的离子方程式为Cl2+2Br- = 2Cl-+Br2D.C装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH-+Cl2 = ClO-+Cl-+H2O
3. 下列实验操作、现象和结论均正确的是(　 )
若装置C发生堵塞,则装置B中压强增大,因此长颈漏斗内液面会上升,B正确;要验证氯气没有漂白性,应该用干燥剂干燥氯气然后用干燥的红色布条检验,则为了验证氯气是否具有漂白性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别放置湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条,C正确;将过量氯气通入溴化钠溶液中,导致溶液中含有剩余氯气,氯气也能氧化碘离子生成碘,干扰实验,所以若观察到锥形瓶下层液体呈紫红色,不能证明氧化性:Br2>I2,D错误。
5. “空气吹出法”是目前海水提溴最成熟的工业方法,部分工艺流程如下:下列说法错误的是(　 )A.步骤③发生时溶液的酸性增强B.溶液中Br2的浓度:Ⅰ