鲁科版高考化学一轮复习第4章第17讲卤族元素、海水提取溴和碘教学课时学案

这是一份鲁科版高考化学一轮复习第4章第17讲卤族元素、海水提取溴和碘教学课时学案，共17页。

1.了解卤素的相似性和递变性，了解卤素单质及其化合物的特性。 2.掌握卤素离子(Cl－、Br－、I－)的检验方法。 3.了解海水提溴、碘的化工流程及原理。 4.了解沉淀法除去粗盐中的杂质离子。
卤族元素及卤素离子检验
1．卤素的性质
(1)卤素单质的相似性
卤素原子核外最外层电子数均为7，易得到电子，表现非金属性。
①都能与大多数金属反应，如2Fe＋3Br2eq \(=====,\s\up10(△))2FeBr3，但I2与Fe反应生成FeI2。
②都能与H2反应生成HX：X2＋H2===2HX(X代表F、Cl、Br、I，下同)。
③都能与水反应：X2＋H2OHX＋HXO(F2例外：2F2＋2H2O===4HF＋O2)。
④都能与碱溶液反应：X2＋2OH－===X－＋XO－＋H2O(F2例外)。
(2)卤素的递变性
卤素(F→I)的电子层依次增多，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱。
(3)卤素及其化合物的特性
2.卤素离子的检验
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液eq \(―――――――――――→,\s\up10(①滴加AgNO3溶液),\s\d7(②稀硝酸))生成eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(白色沉淀，则有Cl－,淡黄色沉淀，则有Br－,黄色沉淀，则有I－))
(2)置换——萃取法
未知液eq \(――――――――――――→,\s\up10(加适量新制饱和氯水),\s\d10(振荡))eq \(―――――――――――――――→,\s\up10(加入CCl4下层或苯上层),\s\d10(振荡))
有机层eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(红棕色或橙红色，表明有Br－,,紫色、浅紫色或紫红色，表明有I－))
(3)氧化——淀粉法检验I－
未知液eq \(―――――――――――――――――――→,\s\up10(加入适量新制饱和氯水或双氧水),\s\d10(振荡))eq \(――――――――→,\s\up10(加入淀粉溶液),\s\d10(振荡))蓝色溶液，表明有I－
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)(2022·浙江1月选考)相同条件下，Br2与PBr3反应比Cl2与PBr3反应难。( )
(2)(2022·全国乙卷)向NaBr溶液中滴加过量氯水，再加入淀粉-KI溶液，溶液先变橙色，后变蓝色，证明氧化性：Cl2>Br2>I2。( )
(3)HF不能贮存在陶瓷或玻璃材料容器内。( )
(4)用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中IOeq \\al(－,3)的离子方程式为IOeq \\al(－,3)＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。
(5)Cl、O元素形成的一种化合物可用于饮用水的消毒。( )
[答案] (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√
1．下列有关卤素的说法错误的是( )
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，反应原理用离子方程式表示为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
A [元素的非金属性强弱与其对应的氢化物溶液的酸性强弱无关，可根据其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱进行比较，A错误。]
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－＋Br2
D．G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH－＋Cl2===ClO－＋Cl－＋H2O
B [在F处，可能是未反应完的Cl2与KI发生反应置换出I2，使淀粉变蓝色，不能说明Br2的氧化性比I2强。]
3．下列叙述中正确的是( )
A．液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加少量水进行水封
B．能使润湿的淀粉-KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
C．某溶液中加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－
D．某溶液加入BaCl2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液中一定含有Ag＋
A [B.能使润湿的淀粉-KI试纸变蓝的物质可以是能氧化I－为I2的氧化剂如Cl2、O3、NO2等，错误；C.I2在CCl4中显紫色，错误；D项，该溶液可能含有SOeq \\al(2－,4)，错误。]
4．鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以选用的试剂是 ( )
①碘水、淀粉溶液 ②氯水、CCl4 ③溴水、苯
④硝酸、AgNO3溶液 ⑤氯水、苯 ⑥CCl4、淀粉溶液
A．①②④ B．②③⑥
C．②④⑤ D．④⑤⑥
C [①无法鉴别三种溶液，③无法鉴别NaCl和NaBr溶液，⑥无法鉴别三种溶液。]
海水中提取溴和碘
1．海水中提取溴
(1)工艺流程
(2)基本步骤及主要反应
2．海植物中提取碘
(1)海带中碘元素的检验
主反应离子方程式为2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O。
(2)海带中碘的提取
①化学原理(离子方程式)为2I－＋Cl2===I2＋2Cl－。
②主要的物理原理：单质碘用CCl4或苯萃取，分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分离。
1．从淡化海水中提取溴的流程如下：
下列有关说法不正确的是( )
A．X试剂可为Na2SO3饱和溶液
B．步骤Ⅲ的离子方程式：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
C．工业上每获得1 ml Br2，需要消耗Cl2 44.8 L(标准状况下)
D．步骤Ⅳ包含萃取、分液和过滤
D [Na2SO3＋Br2＋H2O===Na2SO4＋2HBr，A正确；步骤Ⅲ利用氯的非金属性比溴强，可以通过置换反应制取Br2，B正确；步骤Ⅰ和步骤Ⅲ均使用Cl2，故制取1 ml Br2消耗2 ml Cl2，标准状况下体积为44.8 L，C正确；从浓溴水中提取溴，可利用有机溶剂(如苯)萃取溴，然后分液得到溴的有机溶液，再经蒸馏可得纯净的溴，D错误。]
2．为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如图实验方案，下列说法正确的是 ( )
A．①中反应的离子方程式：2I－＋H2O2===I2＋2OH－
B．②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗下口放出
C．③中得到的上层溶液中含有I－
D．操作Z的名称是加热
BC [A.①中反应的离子方程式为2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O，错误；D.I2加热时易升华，操作Z为过滤，错误。]
沉淀法除去粗盐中的杂质离子(Ca2＋、Mg2＋、SOeq \\al(2－,4))
粗盐中杂质离子(Ca2＋、Mg2＋、SOeq \\al(2－,4))的除杂方法
1．原理：
2．路线：
①加入试剂的顺序：BaCl2必须在Na2CO3之前加。
②过滤之后再加入稀盐酸除去过量的Na2CO3和NaOH。
③除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序。
④除杂时，每次所加试剂都要略微过量是为了将杂质离子完全沉淀而除去。
现有NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物，选择适当的试剂除去杂质，从而得到纯净的NaNO3晶体，相应的实验流程如图所示。
(1)写出实验流程中下列物质的化学式：试剂X________，沉淀A________。
(2)上述实验流程中①②③步均要进行的实验操作是________(填操作名称)，该过程中玻璃棒的作用是________。
(3)上述实验流程中加入过量Na2CO3溶液的目的是_______________________。
(4)按此实验方案得到的溶液3中肯定含有________(填化学式)杂质。为了解决这个问题，可以向溶液3中加入适量的________(填化学式)。
(5)流程中②③步中加的X溶液与Na2CO3溶液是否可以颠倒？________(填“是”或“否”)理由是____________________________________。
(6)证明①步沉淀完全的操作是___________________________________。
(7)沉淀洗涤的操作是_______________________________。
[答案] (1)AgNO3 BaSO4
(2)过滤 引流
(3)使溶液中的Ag＋、Ba2＋完全沉淀
(4)Na2CO3 HNO3
(5)否 若颠倒Ag＋无法除尽
(6)静置，取上层清液向其中加入BaCl2溶液，无沉淀生成，则证明沉淀完全
(7)向漏斗注入蒸馏水至没过沉淀，待水自然滤出，重复2～3次
1．(2022·辽宁选择性考试，T6)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
D [A.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，错误；B.液体分层后， I2在CCl4层， CCl4的密度比水大，则下层呈紫红色，错误；C.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，错误；D.漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2，其具有强氧化性，可将I－氧化，正确。]
2．(2022·浙江1月选考，T22)下列推测不合理的是( )
A．相同条件下，Br2与PBr3反应比Cl2与PCl3反应难
B．OPBrCl2与足量H2O作用生成2种酸
C．相同条件下，与水反应由快到慢的顺序：OPBr3、OPCl3、OPF3
D．PBr3与足量C2H5OH作用可得到P(OC2H5)3
B [OPBrCl2与足量水作用可生成H3PO4、HBr、HCl三种酸。]
3．(2022·河北选择性考试，T4)LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr工艺流程如下：
下列说法错误的是( )
A．还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液直接返回还原工序
B．除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离
C．中和工序中的化学反应为Li2CO3＋2HBr===CO2↑＋2LiBr＋H2O
D．参与反应的n(Br2)∶n(BaS)∶n(H2SO4)为1∶1∶1
A [由流程可知，氢溴酸中含有少量的溴，加入硫化钡将溴还原生成溴化钡和硫，再加入硫酸除杂，得到的滤渣为硫酸钡和硫；加入碳酸锂进行中和，得到的溴化锂溶液经浓缩等操作后得到产品溴化锂。还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液中含有溴化钠和次溴酸钠等物质，若直接返回还原工序，则产品中会有一定量的溴化钠，导致产品的纯度降低，A错误。]
课时分层作业(十七) 卤族元素、海水提取溴和碘
一、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求)
1．卤族元素及其化合物与社会、生活关系密切。下列有关说法不正确的是 ( )
A．加碘食盐中加入的是碘酸钾
B．常用于杀菌消毒的“84”消毒液的成分是液氯
C．可用硝酸银溶液来鉴别纯净水和自来水
D．变色眼镜和照相器材的生产都要用到溴化银
[答案] B
2.如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图，下列说法错误的是( )
A．单质①是最活泼的非金属单质
B．单质②能使品红溶液褪色
C．单质④能使淀粉溶液变蓝
D．单质的氧化性是④>③>②>①
[答案] D
3．下列能够检验出KI中是否含有Br－的实验是 ( )
A．加入足量的新制氯水，溶液变色则有Br－
B．加入酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色是否褪去
C．加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层有色，则有Br－
D．加入足量FeCl3溶液，用CCl4萃取后，取无色的水层并加入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成，则含有Br－
D [A项，在KI中加入足量新制氯水，也会置换出单质碘而使溶液变色，故不能确定是否含有Br－；B项，Br－和I－均能使酸性KMnO4溶液褪色；C项，加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层是萃取I2而显色，并没有Br2产生。]
4．如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。下列说法错误的是( )
A．装置A烧瓶内的试剂可以是KMnO4
B．装置B具有除杂和贮存气体的作用
C．实验结束后，振荡D会观察到液体分层且下层呈紫红色
D．装置D中有I2生成一定证明非金属性Br>I
CD [C项，苯的密度比水的小，液体分层后，上层为紫红色，错误；D项，D中有I2生成，可能是C中过量的Cl2氧化I－生成I2，错误。]
5．下列实验操作、现象和结论均正确的是( )
B [A项，溶液变蓝说明有I2生成，不能说明达到滴定终点，错误；C项，NO2也能使淀粉-KI试纸变蓝，错误；D项，加入AgNO3溶液前先加稀HNO3酸化除去NaOH的干扰，错误。]
6．(2022·福州模拟)海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．可用BaCl2溶液除去粗盐中的SOeq \\al(2－,4)
B．从苦卤中提取Br2反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
C．试剂1可以选用石灰乳
D．工业上电解熔融Mg(OH)2冶炼金属镁
D [可用BaCl2溶液除去粗盐中的SOeq \\al(2－,4)，钡离子和硫酸根离子生成硫酸钡沉淀，A正确；工业上电解熔融MgCl2冶炼金属镁，D错误。]
二、非选择题
7．实验室从含碘废液(除H2O外，含有CCl4、I2、I－等)中回收碘，其实验过程如下：
(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式为_____________________________；
该操作将I2还原为I－的目的是______________________________。
(2)操作X的名称为________________________________。
(3)氧化时，在三颈烧瓶中将含I－的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl2，在40 ℃左右反应(实验装置如图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因是_______________________________________________________________；
锥形瓶里盛放的为__________________。
[答案] (1)SOeq \\al(2－,3)＋I2＋H2O===2I－＋SOeq \\al(2－,4)＋2H＋ 使CCl4中的碘进入水层
(2)分液
(3)使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止I2升华或防止I2进一步被氧化) NaOH溶液
8．海水中溴含量约为65 mg·L－1，从海水中提取溴的工艺流程如下：
(1)步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴，其目的是______________________。
(2)步骤Ⅱ通入热空气吹出Br2利用了溴的________(填字母)。
A．氧化性 B．还原性
C．挥发性 D．腐蚀性
(3)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法。下列可以用作溴的萃取剂的是________(填字母)。
A．乙醇 B．四氯化碳
C．烧碱溶液 D．苯
(4)Ⅱ、Ⅲ涉及的离子方程式分别为________________________________、
_______________________________________________________________。
[答案] (1)富集(或浓缩)溴元素 (2)C (3)BD
(4)3Br2＋3COeq \\al(2－,3)===5Br－＋BrOeq \\al(－,3)＋3CO2↑ 5Br－＋BrOeq \\al(－,3)＋6H＋===3Br2＋3H2O
9．为了除去KCl固体中少量的MgCl2、MgSO4，可选用Ba(OH)2、HCl和K2CO3三种试剂，按下列步骤操作：
(1)写出三种试剂的化学式：A________，B________，C________。
(2)根据题意，回答下列问题：
①加入过量A的目的是__________________________；
②加入过量B的目的是_____________________________；
③加热煮沸的目的是_________________________________。
(3)操作Ⅰ是_______________________，操作Ⅱ是_____________________。
[解析] 当有多种杂质共存时，应认真分析。要使杂质一一除去，必须考虑到所加试剂是过量的，而且过量的试剂在后面步骤中必须能除去，要除去Mg2＋，可用含OH－的试剂，除去SOeq \\al(2－,4)可用含Ba2＋的试剂，故先加入Ba(OH)2。加入的过量Ba(OH)2中的Ba2＋可用K2CO3除去，过量Ba(OH)2中的OH－以及过量K2CO3中的COeq \\al(2－,3)可用稀盐酸除去，最后加热煮沸可除去HCl。
[答案] (1)Ba(OH)2 K2CO3 HCl (2)①除尽Mg2＋和SOeq \\al(2－,4) ②除尽过量的Ba2＋ ③使HCl挥发，除去HCl (3)过滤 蒸发结晶
颜色
常态，
熔、沸点
密度
水溶性
氧化性
还原性
(X－或HX)
氟
①F2氧化性最强，F－的还原性最弱
②与H2反应在暗处即爆炸，F2与盐溶液反应时，F2先与H2O反应
③HF是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在铅制器皿或塑料瓶中；有毒
溴
①Br2是深红棕色液体，易挥发。盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴时不能用橡胶塞
②Br2易溶于有机溶剂，CCl4、汽油可作Br2的萃取剂
③AgBr具有感光性，见光易分解，可用于制照相底片或感光纸
碘
①I2遇淀粉变蓝色
②I2加热时易升华
③I2易溶于有机溶剂
④食用盐中加入KIO3可用于补碘，防治甲状腺肿大
⑤AgI具有感光性，见光易分解，可用于人工降雨
选项
实验操作
现象
结论
A
用双氧水滴定淀粉-KI溶液
溶液变蓝
达到滴定终点
B
向食用加碘盐中加入食醋和KI溶液，再加入CCl4振荡，静置
下层呈
紫红色
该食用加碘盐中含有KIO3
C
用湿润的淀粉-KI试纸鉴别NO2、溴蒸气
试纸变蓝
该气体为溴蒸气
D
最后试管有浅黄色沉淀
有机物中含有溴原子