2020版高考一轮复习化学新课改省份专用学案：第四章第4课时 点点突破——卤族元素及溴、碘的提取
展开第4课时 点点突破——卤族元素及溴、碘的提取
知识点一 卤族元素的性质及卤素离子的检验
1．卤素单质(X2)性质的相似性和递变性
(1)性质的相似性
①都能与大多数金属反应，如F2、Cl2、Br2与Fe反应：2Fe＋3X2===2FeX3，但由于I2的氧化性较弱，I2与Fe反应生成FeI2。
②都能与H2反应生成HX：X2＋H2===2HX。
③都能与水反应：X2＋H2OHX＋HXO(F2例外：2F2＋2H2O===4HF＋O2)。
④都能与碱溶液反应：X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(F2例外)。
(2)性质的递变性
颜色 | |
熔、沸点 | |
密度 | |
水溶性 | |
氧化性 | |
还原性(X－) | 阴离子还原性由强到弱顺序是I－>Br－>Cl－ ①Cl2能从Br－的溶液中置换出Br2，离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2 ②Br2能从I－的溶液中置换出I2，离子方程式为2I－＋Br2===2Br－＋I2 |
(3)性质的特殊性
氟 | ①无正价，非金属性最强，F－的还原性最弱 ②2F2＋2H2O===4HF＋O2，与H2反应在暗处即爆炸 ③氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在塑料瓶中 |
溴 | ①Br2常温下是深红棕色液体，是唯一的液态非金属单质 ②Br2易溶于有机溶剂 ③液态Br2有剧毒，易挥发，故盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞 |
碘 | ①淀粉遇I2变色 ②I2加热时易升华 ③I2易溶于有机溶剂 ④I2易与Na2S2O3反应：I2＋2S2O===2I－＋S4O，此反应常用于滴定法(以淀粉为指示剂)来定量测定碘的含量 |
[提醒] ①F2能与水反应放出O2，故F2不能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置换出来。
②氯、溴单质的氧化性较强，能与一些还原性离子反应，如Br2与SO、Fe2＋反应的离子方程式分别为SO＋Br2＋H2O===SO＋2Br－＋2H＋、2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。
(4)卤素单质溶于水或有机溶剂所呈现的颜色
单质 | 水 | CCl4 | 汽油(或苯) | 酒精 |
Cl2 | 淡黄→黄绿 | 黄绿 | 黄绿 | 黄绿 |
Br2 | 黄→橙 | 橙→橙红 | 橙→橙红 | 橙→橙红 |
I2 | 深黄→褐 | 紫→深紫 | 淡紫→紫红 | 淡紫→紫红 |
2．卤族化合物的相似性和递变性
(1)卤素化合物的性质
化合物 | 性质 | 备注 |
氢化物 | 稳定性：HF>HCl>HBr>HI 还原性：HF<HCl<HBr<HI 水溶液的酸性：F<HCl<HBr<HI | HF几乎没有还原性；HF为弱酸，HCl、HBr、HI均为强酸 |
金属卤 化物 | 卤素离子的还原性：F－<Cl－<Br－<I－ | I－的还原性很强，能被Fe3＋、HNO3、MnO(H＋)、H2O2、O2、ClO－、ClO等氧化剂氧化 |
次卤酸 盐(XO－、 F除外) | 均具有氧化性(填“氧化”或“还原”) | 次卤酸盐能氧化相应的卤素离子生成卤素单质(F除外)：如ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O |
卤酸盐 (XO、 F除外) | 均具有氧化性(填“氧化”或“还原”) | 卤酸盐能氧化相应的卤素离子生成卤素单质(F除外)：如ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O |
(2)卤化银的性质
溶解性 | AgCl、AgBr、AgI均不溶于水和稀硝酸，而AgF可溶于水 |
颜色 | AgF、AgCl均为白色，AgBr为浅黄色，AgI为黄色 |
感光性 | 除AgF外，均有感光性，其中AgBr常作感光材料 |
[提醒] 实验室里常用萤石(CaF2)与浓H2SO4反应来制取HF，反应的化学方程式为CaF2＋H2SO4CaSO4＋2HF↑。
3．卤素离子的检验
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
(2)置换——萃取法
未知液
(3)氧化——淀粉检验I－
未知液 色溶液，表明有I－
[对点训练]
1．下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是( )
A．其单质都能与水反应，通式为X2＋H2OHX＋HXO
B．HX易溶于水，其水溶液都是强酸
C．其单质都有颜色，都有毒
D．最高价含氧酸的通式为HXO4
解析：选C F2与水反应的化学方程式为2F2＋2H2O===4HF＋O2，A项错误；氢氟酸为弱酸，B项错误；F没有正价，不存在含氧酸，D项错误。
2．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。
实验过程：
Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。
Ⅳ.……
(1)A中产生黄绿色气体，其电子式是_____________________________________。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)B中溶液发生反应的离子方程式是______________________________
________________________________________________________________________。
(4)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是
________________________________________________________________________。
(5)过程Ⅲ实验的目的是______________________________________________。
(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下______________，得电子能力逐渐减弱。
解析：(1)A中产生的黄绿色气体为Cl2，其电子式为。(2)Cl2遇湿润的淀粉KI试纸时，发生反应：Cl2＋2KI===I2＋2KCl，产生的I2遇淀粉变蓝，可以证明Cl2的氧化性强于I2。(3)B中Cl2与NaBr发生置换反应，离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。(4)C中NaBr与Cl2反应生成NaCl和Br2，将C中溶液滴入D中，振荡，发生反应：Br2＋2KI===I2＋2KBr，静置后D中溶液分层，下层为碘的CCl4溶液，显紫红色，可以说明溴的氧化性强于碘。(5)过程Ⅲ的B中溶液由黄色变为棕红色说明仍有Br2生成，由于B与C中溶液相同，故C中通入Cl2不足，NaBr过量，故C的黄色溶液中无Cl2，排除对溴置换碘实验的干扰。(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱，是因为从Cl到I，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。
答案：(1) (2)湿润的淀粉KI试纸变蓝
(3)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
(4)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层变为紫红色
(5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
(6)原子半径逐渐增大
知识点二 卤素单质的工业制法
1．氯的制法——氯碱工业
海水―→粗盐饱和食盐水
化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
2．海水中提取溴
(1)流程
(2)主要过程及反应原理
3．海带中提取碘
(1)流程
(2)通入Cl2的反应原理
发生反应的离子方程式：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。
[提醒] 也可以用H2O2氧化I－，反应的离子方程式为H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O。
[对点训练]
1．(2015·全国卷Ⅱ)海水开发利用的部分过程如下图所示。下列说法错误的是( )
A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收
解析：选C A项，苦卤中含有K＋、Mg2＋、Br－等，通入Cl2可将Br－氧化成Br2，便于从苦卤中提取Br2；B项，粗盐中含有不溶性杂质(泥沙)和可溶性杂质(Ca2＋、Mg2＋、SO等)，将粗盐溶于水，并除去其中的杂质，再通过重结晶的方法得到纯净NaCl晶体；C项，工业上沉淀Mg2＋常选用廉价的Ca(OH)2，而不选用NaOH；D项，Br2具有较强的挥发性，富集溴时，常先用空气和水蒸气吹出Br2，再用SO2将其还原吸收(SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr)，得到浓度较大的含Br－溶液。
2．下列制取Cl2、用Cl2氧化含I－废液、回收并提纯I2的装置能达到实验目的的是( )
解析：选D 实验室利用MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2，不能用稀盐酸，A错误；Cl2通入含I－废液中氧化I－生成I2，通入Cl2的导管应长进短出，B错误；从含I2浊液中提取碘，要加入CCl4等有机溶剂萃取，再通过蒸馏法进行分离，不能采用过滤的方法，C错误；I2易升华，故常采用升华法提纯碘，D正确。
3．从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下，下列关于海水制碘的说法不正确的是( )
A．实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌
B．在含I－的滤液中加入稀硫酸和H2O2后，碘元素发生氧化反应
C．在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色
D．在碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”
解析：选A 灼烧干海带应在坩埚中进行，而不应在蒸发皿中灼烧。
