还剩15页未读，
继续阅读
2019版高考化学一轮精选教师用书鲁科专用：第3章自然界中的元素第4节 海水中的元素
展开
第4节 海水中的元素
1．了解卤素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
2．了解卤素单质及其重要化合物对环境的影响。 3．了解镁单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
4．以上各部分知识的综合应用。
海水资源的综合利用
[知识梳理]
1．海水中的元素
(1)
(2)
2．海水提镁
(1)工艺流程
上述有关化学方程式为
①MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2；
②Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；
③MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O；
④MgCl2Mg＋Cl2↑。
(2)镁的性质
①与非金属的反应
a．与O2反应：2Mg＋O22MgO(填化学方程式)；现象：耀眼的白光；常用于信号弹和焰火，生成的MgO熔点高，作耐高温材料。
b．与N2反应：3Mg＋N2Mg3N2(填化学方程式)。
②与盐酸反应：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑。
③与某些氧化物反应
将燃着的镁条伸入盛满CO2的集气瓶中，镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，瓶内壁上有黑色物质生成。化学方程式为2Mg＋CO22MgO＋C。
3．海水提溴
海水(酸化)Br2HBrBr2(液)。
4．氯碱工业
海水→粗盐饱和食盐水
化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
5．海带中碘的提取
(1)工艺流程
海带
(2)主要反应：2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O。
(1)海水中存在大量的NaCl，可以通过蒸发的方法将NaCl从海水中分离出来，而含量较低的镁、溴、钾等必须经过化学反应才能得到。
(2)海水提溴的关键操作是解决溴元素的富集问题。
(3)海水晒盐得到的是粗盐，含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质，精制后得到饱和NaCl溶液。精制时通常在其中依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液，过滤后，再加适量盐酸调节至中性即可。
(4)制取MgCl2时，应在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O，目的是防止MgCl2·6H2O在加热脱水时水解产生Mg(OH)2或Mg(OH)Cl。
(5)工业上制取镁采用电解熔融MgCl2的方式，而不采用电解熔融MgO，因为MgO熔点高；制取铝则相反，因为熔融AlCl3不导电。
[自我检测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现。( )
(2)将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体。( )
(3)海水提溴工艺流程中两次出现Br－Br2的过程，其目的是富集海水中的溴元素。( )
(4)电解饱和食盐水可得金属钠。( )
(5)实验室从海带中提取单质碘的方法是取样→灼烧→溶解→过滤→萃取。( )
(6)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。( )
(7)氮化镁投入过量盐酸中：Mg3N2＋6H＋===3Mg2＋＋2NH3↑。( )
(8)在Mg(OH)2悬浊液中滴加氯化铵溶液：Mg(OH)2＋2NH4Cl===2NH3·H2O＋MgCl2。( )
(9)MgO是一种电解质，工业上常用电解MgO冶炼镁。( )
(10)电解氯化镁溶液产生黄绿色气体：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)√ (9)× (10)×
2．灼烧干海带时，需要哪些仪器？
答案：坩埚、酒精灯、三脚架、泥三角、玻璃棒、坩埚钳。
(2015·高考全国卷Ⅱ，12，6分)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] 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。
[答案] C
根据下图海水综合利用的工艺流程图，判断下列说法正确的是( )
已知：MgCl2·6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等。
A．过程①的提纯是物理过程，过程②通过氧化还原反应可产生2种单质
B．在过程③中将MgCl2·6H2O灼烧即可制得无水MgCl2
C．过程⑤反应后溶液呈强酸性，生产中需解决其对设备的腐蚀问题
D．在过程④、⑥反应中每氧化0．2 mol Br－需要消耗2．24 L Cl2
解析：选C。过程①中除去Mg2＋、CO和SO需要用化学方法，A错误；根据已知信息可知B错误；过程⑤发生的反应为SO2＋2H2O＋Br2===H2SO4＋2HBr，溶液呈强酸性，C正确；每氧化0．2 mol Br－需消耗0．1 mol Cl2，但不一定是2．24 L，只有在标准状况下才是2．24 L，D错误。
海水中物质提取的思路
海水中提取溴和碘的反应都是将其－1价离子氧化成单质。涉及工业实际，最主要的问题是如何将大量海水中分布很稀的元素富集起来。溴的制取一般是氧化→吹出→吸收→再氧化的路线，碘一般是由海带提取，主要是灼烧→溶解→过滤→氧化→萃取的路线。工艺模式如图所示：
题组一 海水资源的综合利用
1．从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是( )
解析：选D。A选项应该用坩埚灼烧；B选项应该用玻璃棒引流；C选项含碘的苯溶液在上层应该从上口倒出。
2．(2018·湖南六校联考)海洋是一个巨大的资源宝库，海水开发利用的部分过程如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A．氯碱工业中发生的主要反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
B．工业生产中常选用石灰乳作为Mg2＋的沉淀剂
C．第②步的反应条件是在空气中直接加热
D．第③步到第⑤步的目的是富集溴元素
解析：选C。氯碱工业即电解饱和食盐水：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，A项正确。用石灰乳沉淀海水中的Mg2＋可降低生产成本，B项正确。由MgCl2·6H2O制备无水MgCl2需在HCl气氛中进行，以抑制Mg2＋水解，C项错误。③④⑤是为了富集Br2，D项正确。
题组二 镁的提取及应用
3．从海水中提取镁的工艺流程如下图所示：
下列说法错误的是( )
A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富
B．步骤⑦电解MgCl2时阴极产生氯气
C．步骤⑥可将晶体置于HCl气流中脱水
D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应
解析：选B。B项电解熔融氯化镁，阴极生成Mg，阳极生成氯气，叙述错误；C项MgCl2·6H2O若直接加热得到Mg(OH)2或MgO，若在HCl气流中加热得到无水MgCl2，叙述正确；D项上述工艺流程涉及化合反应：CaO＋H2O===Ca(OH)2等，涉及分解反应：MgCl2Mg＋Cl2↑等，涉及复分解反应：Ca(OH)2＋MgCl2===Mg(OH)2＋CaCl2等，叙述正确。
4．(2015·高考江苏卷)在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是( )
A．元素C 的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体
B．Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2＋)>r(Mg)
C．在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性
D．该反应中化学能全部转化为热能
解析：选C。A选项，元素C还存在足球烯等其他同素异形体，所以错误；B选项，镁离子比镁原子少一个电子层，其半径比镁原子的小，所以错误；C选项，该反应中镁作还原剂，其还原性强于还原产物的还原性，所以正确；D选项，该反应发光，因此化学能不可能全部转化为热能，所以错误。
卤族元素
[知识梳理]
1．溴、碘单质物理性质比较
性质
Br2
I2
颜色
深红棕色
紫黑色
状态
液体
固体
溶解性
水中
溶解度不大
溶解度不大
有机溶剂中
易溶
易溶
特性
易挥发、有毒
①易升华
②使淀粉变蓝
2．卤族元素
(1)卤族元素性质的递变规律(从上到下)
卤族元素包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱。
(2)卤素单质物理性质的递变规律(从上到下)
①单质颜色逐渐加深(F2：浅黄绿色气体；Cl2：黄绿色气体；Br2：深红棕色液体；I2：紫黑色固体)。
②密度逐渐增大；熔、沸点逐渐升高。
(3)卤素单质的氧化性比较(Cl2、Br2、I2)
①氯、溴、碘单质的氧化性强弱顺序是Cl2>Br2>I2，阴离子的还原性强弱顺序是Cl－
(1)Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，通常用水液封进行保存。
(2)I2易升华，常用于I2的分离提纯。
(3)在Br2、I2的水溶液中都可被某些有机溶剂(如苯、四氯化碳)萃取。
(4)氟元素无正价，且与H2O反应生成O2：2F2＋2H2O===4HF＋O2。
[自我检测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)CCl4可用于鉴别溴水和碘水。( )
(2)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2为单质被还原的置换反应。( )
(3)用AgNO3溶液可以鉴别KCl和KI。( )
(4)验证Br2的氧化性强于I2的方法是将少量溴水加入KI溶液中，再加入CCl4振荡、静置，可观察到下层液体呈紫色。( )
(5)进行用溴水和CCl4除去NaBr溶液中少量NaI时用的实验器材(省略夹持装置)有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗。( )
(6)双氧水中加入稀H2SO4和KI溶液的离子方程式为H2O2＋2H＋＋2I－===I2＋2H2O。( )
(7)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－。( )
答案：(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)√ (6)√ (7)√
2．已知还原性：SO2>I－>Fe2＋>Br－，试写出下列反应的离子方程式。
(1)SO2和碘水反应：____________________________________________。
(2)FeCl3溶液和KI溶液反应：______________________________________。
(3)SO2通入FeCl3溶液中：________________________________________。
答案：(1)SO2＋I2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－
(2)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
(3)SO2＋2H2O＋2Fe3＋===2Fe2＋＋SO＋4H＋
为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下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中溶液由黄色变为棕红色时，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)当氯气遇到湿润的淀粉KI试纸时，发生反应：Cl2＋2KI===I2＋2KCl，产生的I2遇淀粉变蓝，可以证明氯气的氧化性强于碘。(3)B中Cl2与NaBr溶液发生置换反应，离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。(4)C中NaBr与氯气反应生成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，下层为碘的四氯化碳溶液，显紫红色，可以说明溴的氧化性强于碘。(5)过程Ⅲ主要是为了确认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
(1)若将D试管中的CCl4用苯来代替，打开活塞b后的现象是________________________________________________________________________。
(2)下列事实或实验能说明氧化性：Cl2>Br2>I2的是________(填序号)。
①氯水分别滴入KBr、NaI溶液中颜色加深，而溴水滴入NaCl溶液中无明显变化，滴入淀粉KI溶液中，溶液变蓝
②H2和Cl2的混合气体在光照条件下发生爆炸，H2和Br2的混合气体在加热条件下才能反应，而H2和I2反应更困难
③Fe分别与Cl2、Br2、I2反应生成FeCl3、FeBr3、FeI2
④HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差
⑤Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐渐减小
答案：(1)静置后上层液体变为紫红色
(2)①②④
题组一 卤族元素的性质
1．在盛有溴水的三支试管中分别加入少量苯、四氯化碳和酒精，振荡后静置，出现如图所示现象，以下结论正确的是( )
A．①加CCl4；②加苯；③加酒精
B．①加酒精；②加CCl4；③加苯
C．①加苯；②加CCl4；③加酒精
D．①加苯；②加酒精；③加CCl4
解析：选C。苯的密度小于水而CCl4的密度大于水，酒精与水互溶，据此可判断图中的萃取分层情况分别是苯、CCl4和酒精。
2．溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似，能与大多数金属反应生成金属卤化物，和某些非金属单质反应生成相应的卤化物，跟水反应的方程式为IBr＋H2O===HBr＋HIO，下列有关IBr的叙述中，不正确的是( )
A．IBr是双原子分子
B．在很多反应中，IBr是强氧化剂
C．和NaOH溶液反应生成NaBr和NaIO
D．和水反应时，既是氧化剂又是还原剂
解析：选D。IBr中I为＋1价，Br为－1价。2个原子组成1个IBr分子，A正确；因为其化学性质与卤素单质相似，所以B正确；跟水反应的方程式IBr＋H2O===HBr＋HIO中反应前后各元素的化合价均未发生变化，故该反应不是氧化还原反应，D错误；与碱反应的实质可看成是IBr先与水反应，生成物HBr和HIO再与碱反应，所以化学方程式为2NaOH＋IBr===NaBr＋NaIO＋H2O，C正确。
卤素互化物和拟卤素
1．卤素互化物
由两种卤素互相结合而成的物质叫卤素互化物，如IBr、ICl、BrF3、ClF3。卤素互化物与卤素单质的性质相似，有较强的氧化性，如能与金属、H2O、NaOH等反应：2IBr＋2Mg===MgBr2＋MgI2。但应注意：卤素互化物中，非金属性弱的元素显正价，如ICl中，I显＋1价，Cl显－1价，所以卤素互化物与水或碱的反应一般属于非氧化还原反应：IBr＋H2O===HBr＋HIO，IBr＋2NaOH===NaBr＋NaIO＋H2O。
2．拟卤素
有些多原子分子与卤素单质性质相似，其阴离子与卤素阴离子性质相似，如氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2。解答这类题目时可用换元法，如把(SCN)2当作X2，把SCN－当作X－。
题组二 卤素离子(X－)的检验
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，观察溶液颜色是否退去
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，取水层并加入新制氯水，溶液呈橙色，则含有Br－
解析：选D。A项，在KI中加入足量新制氯水，会置换出单质碘而使溶液变色，故不能确定是否含有溴离子；B项，溴离子和碘离子均能使酸性高锰酸钾溶液退色；C项，加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层是因萃取单质碘而显色，并没有溴单质产生。
4．甲、乙、丙三种溶液中各含有一种X－(X－为Cl－、Br－或I－)，向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色，再加入丙溶液，颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有的卤素离子为( )
A．Br－、Cl－、I－ B．Br－、I－、Cl－
C．I－、Br－、Cl－ D．Cl－、I－、Br－
解析：选B。甲中加氯水和淀粉后溶液变为橙色，说明甲中含有Br－，再加丙颜色无明显变化，说明丙溶液中无I－，若有I－，则发生反应：2I－＋Br2===2Br－＋I2，I2与淀粉变蓝色，故丙中含Cl－，乙中含I－。
卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液
(2)置换——萃取法
未知液
有机层呈
(3)置换——淀粉法检测I－
未知液 蓝色溶液，表明有I－
[课后达标检测][学生用书P261(单独成册)]
一、选择题
1．(教材改编题)由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是( )
A．②④③⑤① B．③②④①⑤
C．③④②⑤① D．②④⑤③①
解析：选A。海水提镁流程：卤水Mg(OH)2MgCl2(aq)MgCl2。
2．相同质量的镁条分别在①氧气、②空气、③氮气、④二氧化碳中完全燃烧，燃烧后所得固体产物的质量由小到大的顺序是( )
A．②①③④ B．④①②③
C．③②①④ D．③①②④
解析：选C。根据2Mg＋O22MgO；3Mg＋N2Mg3N2；2Mg＋CO22MgO＋C可知，镁在空气中发生以上三个反应，所得固体是MgO、Mg3N2和C的混合物。再根据各气体在空气中所占的比例可知C项正确。
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( )
干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2
A．在蒸发皿中灼烧干海带，并用玻璃棒搅拌
B．往含I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，I－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．将碘水加入CCl4中，通过萃取、分液得到I2的CCl4溶液
解析：选A。灼烧固体，应使用坩埚，A项说法错误；H2O2能将I－氧化为I2，B项说法正确；碘遇淀粉变蓝，C项说法正确；将碘水加入CCl4中，通过萃取、分液可得到I2的CCl4溶液，D项说法正确。
4．(2018·兰州一中月考)向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色(I2被氧化为HIO3)。下列说法正确的是( )
A．整个过程中的还原剂只有I2
B．CCl4层由紫色变成无色的化学方程式为I2＋5Cl2＋6H2O===2HIO3＋10HCl
C．若用KI和Cl2反应制1 mol KIO3，至少需要56 L Cl2(标准状况)
D．把KI换成KBr，则CCl4层变为红棕色。继续滴加氯水，CCl4层的颜色没有变化，则Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由弱到强的顺序是HBrO3
5．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，该溶液一定含有Ag＋
解析：选A。A项，液溴易挥发，存放液溴的试剂瓶中应用水封，A正确。B项，淀粉KI试纸变蓝，说明有I2生成，将I－氧化成单质I2需加氧化剂，Cl2、H2O2、Br2均可，B错误。C项，加入CCl4，CCl4层显紫色，说明原溶液中有I2而不是有I－，C错误。D项，某溶液加入BaCl2，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，该溶液可能含SO：Ba2＋＋SO===BaSO4↓，可能含Ag＋：Ag＋＋Cl－===AgCl↓，D错误。
6．海洋是一座巨大的化学资源宝库，如图是从海水中提取若干种化学物质的流程图，则下列说法正确的是( )
A．除去粗盐中的SO、Ca2＋、Mg2＋等杂质，①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
B．②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段
C．③④⑤中溴元素均被氧化
D．蒸馏法是技术最成熟也是最具发展前景的海水淡化方法
解析：选B。A项中的加入顺序会导致过量的Ba2＋无法除去，A错误；单质镁是通过电解熔融MgCl2的方法制取的，B正确；流程图中的第④步中溴元素被还原，C错误；蒸馏法会消耗大量的能源，不是最具有发展前景的方法，D错误。
7．向含SO、Fe2＋、Br－、I－各0．1 mol的溶液中通入标准状况下的Cl2，通入Cl2的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系图正确的是( )
解析：选C。题中四种离子与Cl2反应的先后顺序依次是SO(消耗2．24 L Cl2)、I－(消耗1．12 L Cl2)、Fe2＋(消耗1．12 L Cl2)、Br－(消耗1．12 L Cl2)，因此C选项正确。
8．某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是( )
A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性
B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察 Mg(OH)2沉淀的生成
C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D．将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体
解析：选B。稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿着器壁或玻璃棒慢慢加入水中，并及时搅拌，A错误；过滤时需要用玻璃棒引流，C错误；蒸发溶液时应该用蒸发皿而不是表面皿，由于MgCl2水解，所以必须在HCl气氛中加热才能得到无水MgCl2固体，D错误。
二、非选择题
9．海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下：
(1)海水提镁要用到海滩上的贝壳，它的作用是________________________________，贝壳经历的有关变化的化学方程式是__________________________________。
(2)写出由MgCl2得到金属镁的反应方程式：__________________________________。
(3)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去？(写出实验步骤)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)从经济效益角度看，该化工厂的厂址应选择在__________________________。
(5)实验室中将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下用到玻璃棒的目的。
溶解时：___________________________________________________；
过滤时：___________________________________________________；
蒸发时：___________________________________________________。
解析：在海水提镁的生产中，利用海边的贝壳制造石灰乳，以降低运输成本，将电解生成的氯气与氢气化合制备盐酸，再将盐酸与氢氧化镁反应制取氯化镁，以实现原料的循环利用，以及将厂址选在海边等都是为了提高经济效益。
答案：(1)作为原料，用来制碱(或石灰乳) CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2
(2)MgCl2Mg＋Cl2↑
(3)加入MgCl2溶液至过量，过滤，即可除去Ca(OH)2
(4)海边
(5)搅拌，加速溶解 引流，使待过滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外溅 搅拌，防止因局部过热而使液体或晶体飞溅
10．溴主要以Br－形式存在于海水中，海水呈弱碱性。工业上制备Br2的操作步骤：
①一定条件下，将Cl2通入浓缩的海水中，生成Br2；
②利用热空气将Br2吹出，并用浓Na2CO3溶液吸收，生成NaBr、NaBrO3等；
③用硫酸酸化步骤②得到的混合物。
完成下列填空：
(1)Cl2氧化Br－应在________条件下进行，目的是为了避免______________________。
(2)Br2可用热空气吹出，其原因是_____________________________________________。
(3)写出步骤③所发生反应的化学方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
用硫酸而不用盐酸酸化的原因可能是__________________________。步骤②的产品有时运输到目的地后再酸化，主要是因为_____________________________________________。
(4)为了除去工业Br2中微量的Cl2，可向工业Br2中________。
a．通入HBr b．加入Na2CO3溶液
c．加入NaBr溶液 d．加入Na2SO3溶液
解析：(1)利用存在Br－的海水呈碱性和Cl2、Br2可与碱性物质反应可知为防止Cl2或得到的溴与碱反应，则氯气在氧化Br－时应在酸性条件下进行。(2)溴可被热空气吹出，是因为溴的沸点低，易挥发。(3)向NaBr和NaBrO3的混合溶液中，加入H2SO4，Br－与BrO发生价态归中反应生成Br2，结合得失电子守恒、原子守恒可写出反应的化学方程式；酸化时不用盐酸是防止在酸性条件下，BrO将Cl－氧化为Cl2混入溴中；因溴具有强氧化性，易腐蚀其他物质，所以NaBr和NaBrO3的混合溶液要等到运送到目的地再酸化。(4)根据给出的试剂，HBr和NaBr溶液均可除去Cl2，但HBr和Cl2反应生成的HCl不易被除去；而b、d中的Na2CO3溶液和Na2SO3溶液均会和Br2反应。
答案：(1)酸性 Cl2歧化(或Br2歧化)
(2)Br2易挥发(或Br2沸点低)
(3)3H2SO4＋5NaBr＋NaBrO3===3Na2SO4＋3Br2＋3H2O 酸性条件下BrO能将氯离子氧化为氯气 溴具有强氧化性(或强腐蚀性)
(4)c
11．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____________________________________；锥形瓶里盛放的溶液为________________。
(4)已知：5SO＋2IO＋2H＋=== I2＋5SO＋H2O。某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2，可能存在I－、IO中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I－、IO的实验方案：取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在；
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。
解析：(1)I2单质被SO还原为I－，SO被氧化为SO，离子方程式为SO＋I2＋H2O===2I－＋SO＋2H＋；将I2还原为I－的目的是使溶于CCl4中的碘进入水层。(2)CCl4不溶于水，因此可以通过分液的方法使其与水分离。(3)温度较低时Cl2的溶解度大，同时减少I2的升华；在锥形瓶里面放入NaOH溶液吸收尾气。(4)要证明I－的存在，可以利用Fe3＋将I－氧化为I2单质，利用淀粉遇I2变蓝色，可以证明反应的发生；要证明IO的存在，可以利用SO的还原性，将其还原为I2单质，利用淀粉遇I2变蓝色，可以证明反应的发生。
答案：(1)SO＋I2＋H2O===2I－＋SO＋2H＋ 使溶于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
(4)从水层取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加盐酸酸化，滴加FeCl3溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有I－；若溶液不变蓝，说明废水中不含有I－。另从水层取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加稀盐酸酸化，滴加Na2SO3溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有IO；若溶液不变蓝，说明废水中不含有IO
12．如下图所示，根据实验室制取氯气的原理和性质，回答下列问题：
(1)写出装置甲中发生反应的化学方程式：_____________________________________
________________________________________________________________________。
装置甲中的仪器使用前需要检漏的有________(写名称)。
(2)利用装置丙制取饱和氯水并测其pH。
①证明氯水已饱和的现象是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
②测定饱和氯水的pH方法是_____________________________________________。
③若撤去装置乙，直接将装置甲和丙相连。这样做对实验测定结果的影响是________________________________________________________________________。
(3)饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓的HClO溶液的方法之一。某同学运用这一方法，尝试制取HClO溶液并进行了如下定性实验：
i．在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20 mL 饱和氯水，充分反应，有少量气泡产生，溶液的黄绿色褪去；
ii．过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其漂白性更强；
iii．为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：
第一份与澄清石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；
第二份与稀盐酸混合，立刻产生大量气泡；
第三份加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。
经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO2气体。
①试解释可以在饱和氯水中加入石灰石制备HClO的原因：________________________________________________________________________
(用有关的方程式结合文字回答)。
②试根据所学知识推测，在ii的滤液中含有的溶质，除了溶解的极少量氯气外，还含有的其他溶质为________________________________(写化学式)。
③写出步骤iii中第一份滤液发生反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
解析：(1)在装置甲中MnO2与浓盐酸混合加热发生反应，制取氯气，反应的化学方程式是MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；装置甲中的仪器使用前需要检漏的为分液漏斗。(2)①氯气的水溶液叫氯水，证明氯水已饱和的现象是丙中液体呈黄绿色，丙上部空间呈黄绿色，有黄绿色气体进入丁中；②由于饱和氯水中含氧化性的HClO，会将pH试纸氧化，因此不能使用pH试纸测定饱和氯水的pH，故测定饱和氯水的pH方法是用pH计直接测定；③浓盐酸具有挥发性，在制取的氯气中含有HCl，若撤去装置乙，直接将装置甲和丙相连，HCl溶解在水中使氯水的酸性增强，故导致测得的pH偏小。(3)①在饱和氯水中加入石灰石制备HClO的原因是饱和氯水中存在平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，加入CaCO3后，由于酸性HCl>H2CO3>HClO，所以会发生化学反应：2HCl＋CaCO3===CaCl2＋CO2↑＋H2O，由于c(H＋)减小，根据平衡移动原理，减小生成物的浓度，化学平衡正向移动，使HClO的浓度增大；②将ii的滤液滴在有色布条上，发现其漂白性更强，说明该滤液中除了溶解的极少量氯气外，还含有的其他溶质为CaCl2、Ca(HCO3)2、HClO；③将滤液的第一份与澄清石灰水混合，立即产生大量白色沉淀，说明产生了CaCO3沉淀，反应的离子方程式是Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O。
答案：(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 分液漏斗
(2)①丙中液体呈黄绿色，丙上部空间呈黄绿色，有黄绿色气体进入丁中
②用pH计直接测定
③由于氯化氢未除尽会导致制得的氯水酸性增强，测得的pH偏小
(3)①由于饱和氯水中存在平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，加入CaCO3后，2HCl＋CaCO3 ===CaCl2＋CO2↑＋H2O，使平衡右移，HClO的浓度增大
②CaCl2、Ca(HCO3)2、HClO
③Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O
1．了解卤素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
2．了解卤素单质及其重要化合物对环境的影响。 3．了解镁单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
4．以上各部分知识的综合应用。
海水资源的综合利用
[知识梳理]
1．海水中的元素
(1)
(2)
2．海水提镁
(1)工艺流程
上述有关化学方程式为
①MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2；
②Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；
③MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O；
④MgCl2Mg＋Cl2↑。
(2)镁的性质
①与非金属的反应
a．与O2反应：2Mg＋O22MgO(填化学方程式)；现象：耀眼的白光；常用于信号弹和焰火，生成的MgO熔点高，作耐高温材料。
b．与N2反应：3Mg＋N2Mg3N2(填化学方程式)。
②与盐酸反应：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑。
③与某些氧化物反应
将燃着的镁条伸入盛满CO2的集气瓶中，镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，瓶内壁上有黑色物质生成。化学方程式为2Mg＋CO22MgO＋C。
3．海水提溴
海水(酸化)Br2HBrBr2(液)。
4．氯碱工业
海水→粗盐饱和食盐水
化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
5．海带中碘的提取
(1)工艺流程
海带
(2)主要反应：2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O。
(1)海水中存在大量的NaCl，可以通过蒸发的方法将NaCl从海水中分离出来，而含量较低的镁、溴、钾等必须经过化学反应才能得到。
(2)海水提溴的关键操作是解决溴元素的富集问题。
(3)海水晒盐得到的是粗盐，含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质，精制后得到饱和NaCl溶液。精制时通常在其中依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液，过滤后，再加适量盐酸调节至中性即可。
(4)制取MgCl2时，应在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O，目的是防止MgCl2·6H2O在加热脱水时水解产生Mg(OH)2或Mg(OH)Cl。
(5)工业上制取镁采用电解熔融MgCl2的方式，而不采用电解熔融MgO，因为MgO熔点高；制取铝则相反，因为熔融AlCl3不导电。
[自我检测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现。( )
(2)将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体。( )
(3)海水提溴工艺流程中两次出现Br－Br2的过程，其目的是富集海水中的溴元素。( )
(4)电解饱和食盐水可得金属钠。( )
(5)实验室从海带中提取单质碘的方法是取样→灼烧→溶解→过滤→萃取。( )
(6)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。( )
(7)氮化镁投入过量盐酸中：Mg3N2＋6H＋===3Mg2＋＋2NH3↑。( )
(8)在Mg(OH)2悬浊液中滴加氯化铵溶液：Mg(OH)2＋2NH4Cl===2NH3·H2O＋MgCl2。( )
(9)MgO是一种电解质，工业上常用电解MgO冶炼镁。( )
(10)电解氯化镁溶液产生黄绿色气体：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)√ (9)× (10)×
2．灼烧干海带时，需要哪些仪器？
答案：坩埚、酒精灯、三脚架、泥三角、玻璃棒、坩埚钳。
(2015·高考全国卷Ⅱ，12，6分)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] 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。
[答案] C
根据下图海水综合利用的工艺流程图，判断下列说法正确的是( )
已知：MgCl2·6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等。
A．过程①的提纯是物理过程，过程②通过氧化还原反应可产生2种单质
B．在过程③中将MgCl2·6H2O灼烧即可制得无水MgCl2
C．过程⑤反应后溶液呈强酸性，生产中需解决其对设备的腐蚀问题
D．在过程④、⑥反应中每氧化0．2 mol Br－需要消耗2．24 L Cl2
解析：选C。过程①中除去Mg2＋、CO和SO需要用化学方法，A错误；根据已知信息可知B错误；过程⑤发生的反应为SO2＋2H2O＋Br2===H2SO4＋2HBr，溶液呈强酸性，C正确；每氧化0．2 mol Br－需消耗0．1 mol Cl2，但不一定是2．24 L，只有在标准状况下才是2．24 L，D错误。
海水中物质提取的思路
海水中提取溴和碘的反应都是将其－1价离子氧化成单质。涉及工业实际，最主要的问题是如何将大量海水中分布很稀的元素富集起来。溴的制取一般是氧化→吹出→吸收→再氧化的路线，碘一般是由海带提取，主要是灼烧→溶解→过滤→氧化→萃取的路线。工艺模式如图所示：
题组一 海水资源的综合利用
1．从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是( )
解析：选D。A选项应该用坩埚灼烧；B选项应该用玻璃棒引流；C选项含碘的苯溶液在上层应该从上口倒出。
2．(2018·湖南六校联考)海洋是一个巨大的资源宝库，海水开发利用的部分过程如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A．氯碱工业中发生的主要反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
B．工业生产中常选用石灰乳作为Mg2＋的沉淀剂
C．第②步的反应条件是在空气中直接加热
D．第③步到第⑤步的目的是富集溴元素
解析：选C。氯碱工业即电解饱和食盐水：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，A项正确。用石灰乳沉淀海水中的Mg2＋可降低生产成本，B项正确。由MgCl2·6H2O制备无水MgCl2需在HCl气氛中进行，以抑制Mg2＋水解，C项错误。③④⑤是为了富集Br2，D项正确。
题组二 镁的提取及应用
3．从海水中提取镁的工艺流程如下图所示：
下列说法错误的是( )
A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富
B．步骤⑦电解MgCl2时阴极产生氯气
C．步骤⑥可将晶体置于HCl气流中脱水
D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应
解析：选B。B项电解熔融氯化镁，阴极生成Mg，阳极生成氯气，叙述错误；C项MgCl2·6H2O若直接加热得到Mg(OH)2或MgO，若在HCl气流中加热得到无水MgCl2，叙述正确；D项上述工艺流程涉及化合反应：CaO＋H2O===Ca(OH)2等，涉及分解反应：MgCl2Mg＋Cl2↑等，涉及复分解反应：Ca(OH)2＋MgCl2===Mg(OH)2＋CaCl2等，叙述正确。
4．(2015·高考江苏卷)在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是( )
A．元素C 的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体
B．Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2＋)>r(Mg)
C．在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性
D．该反应中化学能全部转化为热能
解析：选C。A选项，元素C还存在足球烯等其他同素异形体，所以错误；B选项，镁离子比镁原子少一个电子层，其半径比镁原子的小，所以错误；C选项，该反应中镁作还原剂，其还原性强于还原产物的还原性，所以正确；D选项，该反应发光，因此化学能不可能全部转化为热能，所以错误。
卤族元素
[知识梳理]
1．溴、碘单质物理性质比较
性质
Br2
I2
颜色
深红棕色
紫黑色
状态
液体
固体
溶解性
水中
溶解度不大
溶解度不大
有机溶剂中
易溶
易溶
特性
易挥发、有毒
①易升华
②使淀粉变蓝
2．卤族元素
(1)卤族元素性质的递变规律(从上到下)
卤族元素包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱。
(2)卤素单质物理性质的递变规律(从上到下)
①单质颜色逐渐加深(F2：浅黄绿色气体；Cl2：黄绿色气体；Br2：深红棕色液体；I2：紫黑色固体)。
②密度逐渐增大；熔、沸点逐渐升高。
(3)卤素单质的氧化性比较(Cl2、Br2、I2)
①氯、溴、碘单质的氧化性强弱顺序是Cl2>Br2>I2，阴离子的还原性强弱顺序是Cl－
(1)Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质；液溴易挥发且有毒，通常用水液封进行保存。
(2)I2易升华，常用于I2的分离提纯。
(3)在Br2、I2的水溶液中都可被某些有机溶剂(如苯、四氯化碳)萃取。
(4)氟元素无正价，且与H2O反应生成O2：2F2＋2H2O===4HF＋O2。
[自我检测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)CCl4可用于鉴别溴水和碘水。( )
(2)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2为单质被还原的置换反应。( )
(3)用AgNO3溶液可以鉴别KCl和KI。( )
(4)验证Br2的氧化性强于I2的方法是将少量溴水加入KI溶液中，再加入CCl4振荡、静置，可观察到下层液体呈紫色。( )
(5)进行用溴水和CCl4除去NaBr溶液中少量NaI时用的实验器材(省略夹持装置)有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗。( )
(6)双氧水中加入稀H2SO4和KI溶液的离子方程式为H2O2＋2H＋＋2I－===I2＋2H2O。( )
(7)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－。( )
答案：(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)√ (6)√ (7)√
2．已知还原性：SO2>I－>Fe2＋>Br－，试写出下列反应的离子方程式。
(1)SO2和碘水反应：____________________________________________。
(2)FeCl3溶液和KI溶液反应：______________________________________。
(3)SO2通入FeCl3溶液中：________________________________________。
答案：(1)SO2＋I2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－
(2)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
(3)SO2＋2H2O＋2Fe3＋===2Fe2＋＋SO＋4H＋
为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下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中溶液由黄色变为棕红色时，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)当氯气遇到湿润的淀粉KI试纸时，发生反应：Cl2＋2KI===I2＋2KCl，产生的I2遇淀粉变蓝，可以证明氯气的氧化性强于碘。(3)B中Cl2与NaBr溶液发生置换反应，离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。(4)C中NaBr与氯气反应生成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，下层为碘的四氯化碳溶液，显紫红色，可以说明溴的氧化性强于碘。(5)过程Ⅲ主要是为了确认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
(1)若将D试管中的CCl4用苯来代替，打开活塞b后的现象是________________________________________________________________________。
(2)下列事实或实验能说明氧化性：Cl2>Br2>I2的是________(填序号)。
①氯水分别滴入KBr、NaI溶液中颜色加深，而溴水滴入NaCl溶液中无明显变化，滴入淀粉KI溶液中，溶液变蓝
②H2和Cl2的混合气体在光照条件下发生爆炸，H2和Br2的混合气体在加热条件下才能反应，而H2和I2反应更困难
③Fe分别与Cl2、Br2、I2反应生成FeCl3、FeBr3、FeI2
④HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差
⑤Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐渐减小
答案：(1)静置后上层液体变为紫红色
(2)①②④
题组一 卤族元素的性质
1．在盛有溴水的三支试管中分别加入少量苯、四氯化碳和酒精，振荡后静置，出现如图所示现象，以下结论正确的是( )
A．①加CCl4；②加苯；③加酒精
B．①加酒精；②加CCl4；③加苯
C．①加苯；②加CCl4；③加酒精
D．①加苯；②加酒精；③加CCl4
解析：选C。苯的密度小于水而CCl4的密度大于水，酒精与水互溶，据此可判断图中的萃取分层情况分别是苯、CCl4和酒精。
2．溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似，能与大多数金属反应生成金属卤化物，和某些非金属单质反应生成相应的卤化物，跟水反应的方程式为IBr＋H2O===HBr＋HIO，下列有关IBr的叙述中，不正确的是( )
A．IBr是双原子分子
B．在很多反应中，IBr是强氧化剂
C．和NaOH溶液反应生成NaBr和NaIO
D．和水反应时，既是氧化剂又是还原剂
解析：选D。IBr中I为＋1价，Br为－1价。2个原子组成1个IBr分子，A正确；因为其化学性质与卤素单质相似，所以B正确；跟水反应的方程式IBr＋H2O===HBr＋HIO中反应前后各元素的化合价均未发生变化，故该反应不是氧化还原反应，D错误；与碱反应的实质可看成是IBr先与水反应，生成物HBr和HIO再与碱反应，所以化学方程式为2NaOH＋IBr===NaBr＋NaIO＋H2O，C正确。
卤素互化物和拟卤素
1．卤素互化物
由两种卤素互相结合而成的物质叫卤素互化物，如IBr、ICl、BrF3、ClF3。卤素互化物与卤素单质的性质相似，有较强的氧化性，如能与金属、H2O、NaOH等反应：2IBr＋2Mg===MgBr2＋MgI2。但应注意：卤素互化物中，非金属性弱的元素显正价，如ICl中，I显＋1价，Cl显－1价，所以卤素互化物与水或碱的反应一般属于非氧化还原反应：IBr＋H2O===HBr＋HIO，IBr＋2NaOH===NaBr＋NaIO＋H2O。
2．拟卤素
有些多原子分子与卤素单质性质相似，其阴离子与卤素阴离子性质相似，如氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2。解答这类题目时可用换元法，如把(SCN)2当作X2，把SCN－当作X－。
题组二 卤素离子(X－)的检验
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，观察溶液颜色是否退去
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，取水层并加入新制氯水，溶液呈橙色，则含有Br－
解析：选D。A项，在KI中加入足量新制氯水，会置换出单质碘而使溶液变色，故不能确定是否含有溴离子；B项，溴离子和碘离子均能使酸性高锰酸钾溶液退色；C项，加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层是因萃取单质碘而显色，并没有溴单质产生。
4．甲、乙、丙三种溶液中各含有一种X－(X－为Cl－、Br－或I－)，向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色，再加入丙溶液，颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有的卤素离子为( )
A．Br－、Cl－、I－ B．Br－、I－、Cl－
C．I－、Br－、Cl－ D．Cl－、I－、Br－
解析：选B。甲中加氯水和淀粉后溶液变为橙色，说明甲中含有Br－，再加丙颜色无明显变化，说明丙溶液中无I－，若有I－，则发生反应：2I－＋Br2===2Br－＋I2，I2与淀粉变蓝色，故丙中含Cl－，乙中含I－。
卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液
(2)置换——萃取法
未知液
有机层呈
(3)置换——淀粉法检测I－
未知液 蓝色溶液，表明有I－
[课后达标检测][学生用书P261(单独成册)]
一、选择题
1．(教材改编题)由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是( )
A．②④③⑤① B．③②④①⑤
C．③④②⑤① D．②④⑤③①
解析：选A。海水提镁流程：卤水Mg(OH)2MgCl2(aq)MgCl2。
2．相同质量的镁条分别在①氧气、②空气、③氮气、④二氧化碳中完全燃烧，燃烧后所得固体产物的质量由小到大的顺序是( )
A．②①③④ B．④①②③
C．③②①④ D．③①②④
解析：选C。根据2Mg＋O22MgO；3Mg＋N2Mg3N2；2Mg＋CO22MgO＋C可知，镁在空气中发生以上三个反应，所得固体是MgO、Mg3N2和C的混合物。再根据各气体在空气中所占的比例可知C项正确。
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( )
干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2
A．在蒸发皿中灼烧干海带，并用玻璃棒搅拌
B．往含I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，I－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．将碘水加入CCl4中，通过萃取、分液得到I2的CCl4溶液
解析：选A。灼烧固体，应使用坩埚，A项说法错误；H2O2能将I－氧化为I2，B项说法正确；碘遇淀粉变蓝，C项说法正确；将碘水加入CCl4中，通过萃取、分液可得到I2的CCl4溶液，D项说法正确。
4．(2018·兰州一中月考)向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色(I2被氧化为HIO3)。下列说法正确的是( )
A．整个过程中的还原剂只有I2
B．CCl4层由紫色变成无色的化学方程式为I2＋5Cl2＋6H2O===2HIO3＋10HCl
C．若用KI和Cl2反应制1 mol KIO3，至少需要56 L Cl2(标准状况)
D．把KI换成KBr，则CCl4层变为红棕色。继续滴加氯水，CCl4层的颜色没有变化，则Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由弱到强的顺序是HBrO3
5．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，该溶液一定含有Ag＋
解析：选A。A项，液溴易挥发，存放液溴的试剂瓶中应用水封，A正确。B项，淀粉KI试纸变蓝，说明有I2生成，将I－氧化成单质I2需加氧化剂，Cl2、H2O2、Br2均可，B错误。C项，加入CCl4，CCl4层显紫色，说明原溶液中有I2而不是有I－，C错误。D项，某溶液加入BaCl2，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，该溶液可能含SO：Ba2＋＋SO===BaSO4↓，可能含Ag＋：Ag＋＋Cl－===AgCl↓，D错误。
6．海洋是一座巨大的化学资源宝库，如图是从海水中提取若干种化学物质的流程图，则下列说法正确的是( )
A．除去粗盐中的SO、Ca2＋、Mg2＋等杂质，①中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
B．②中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段
C．③④⑤中溴元素均被氧化
D．蒸馏法是技术最成熟也是最具发展前景的海水淡化方法
解析：选B。A项中的加入顺序会导致过量的Ba2＋无法除去，A错误；单质镁是通过电解熔融MgCl2的方法制取的，B正确；流程图中的第④步中溴元素被还原，C错误；蒸馏法会消耗大量的能源，不是最具有发展前景的方法，D错误。
7．向含SO、Fe2＋、Br－、I－各0．1 mol的溶液中通入标准状况下的Cl2，通入Cl2的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系图正确的是( )
解析：选C。题中四种离子与Cl2反应的先后顺序依次是SO(消耗2．24 L Cl2)、I－(消耗1．12 L Cl2)、Fe2＋(消耗1．12 L Cl2)、Br－(消耗1．12 L Cl2)，因此C选项正确。
8．某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是( )
A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性
B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察 Mg(OH)2沉淀的生成
C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D．将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体
解析：选B。稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿着器壁或玻璃棒慢慢加入水中，并及时搅拌，A错误；过滤时需要用玻璃棒引流，C错误；蒸发溶液时应该用蒸发皿而不是表面皿，由于MgCl2水解，所以必须在HCl气氛中加热才能得到无水MgCl2固体，D错误。
二、非选择题
9．海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下：
(1)海水提镁要用到海滩上的贝壳，它的作用是________________________________，贝壳经历的有关变化的化学方程式是__________________________________。
(2)写出由MgCl2得到金属镁的反应方程式：__________________________________。
(3)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去？(写出实验步骤)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)从经济效益角度看，该化工厂的厂址应选择在__________________________。
(5)实验室中将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下用到玻璃棒的目的。
溶解时：___________________________________________________；
过滤时：___________________________________________________；
蒸发时：___________________________________________________。
解析：在海水提镁的生产中，利用海边的贝壳制造石灰乳，以降低运输成本，将电解生成的氯气与氢气化合制备盐酸，再将盐酸与氢氧化镁反应制取氯化镁，以实现原料的循环利用，以及将厂址选在海边等都是为了提高经济效益。
答案：(1)作为原料，用来制碱(或石灰乳) CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2
(2)MgCl2Mg＋Cl2↑
(3)加入MgCl2溶液至过量，过滤，即可除去Ca(OH)2
(4)海边
(5)搅拌，加速溶解 引流，使待过滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外溅 搅拌，防止因局部过热而使液体或晶体飞溅
10．溴主要以Br－形式存在于海水中，海水呈弱碱性。工业上制备Br2的操作步骤：
①一定条件下，将Cl2通入浓缩的海水中，生成Br2；
②利用热空气将Br2吹出，并用浓Na2CO3溶液吸收，生成NaBr、NaBrO3等；
③用硫酸酸化步骤②得到的混合物。
完成下列填空：
(1)Cl2氧化Br－应在________条件下进行，目的是为了避免______________________。
(2)Br2可用热空气吹出，其原因是_____________________________________________。
(3)写出步骤③所发生反应的化学方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
用硫酸而不用盐酸酸化的原因可能是__________________________。步骤②的产品有时运输到目的地后再酸化，主要是因为_____________________________________________。
(4)为了除去工业Br2中微量的Cl2，可向工业Br2中________。
a．通入HBr b．加入Na2CO3溶液
c．加入NaBr溶液 d．加入Na2SO3溶液
解析：(1)利用存在Br－的海水呈碱性和Cl2、Br2可与碱性物质反应可知为防止Cl2或得到的溴与碱反应，则氯气在氧化Br－时应在酸性条件下进行。(2)溴可被热空气吹出，是因为溴的沸点低，易挥发。(3)向NaBr和NaBrO3的混合溶液中，加入H2SO4，Br－与BrO发生价态归中反应生成Br2，结合得失电子守恒、原子守恒可写出反应的化学方程式；酸化时不用盐酸是防止在酸性条件下，BrO将Cl－氧化为Cl2混入溴中；因溴具有强氧化性，易腐蚀其他物质，所以NaBr和NaBrO3的混合溶液要等到运送到目的地再酸化。(4)根据给出的试剂，HBr和NaBr溶液均可除去Cl2，但HBr和Cl2反应生成的HCl不易被除去；而b、d中的Na2CO3溶液和Na2SO3溶液均会和Br2反应。
答案：(1)酸性 Cl2歧化(或Br2歧化)
(2)Br2易挥发(或Br2沸点低)
(3)3H2SO4＋5NaBr＋NaBrO3===3Na2SO4＋3Br2＋3H2O 酸性条件下BrO能将氯离子氧化为氯气 溴具有强氧化性(或强腐蚀性)
(4)c
11．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____________________________________；锥形瓶里盛放的溶液为________________。
(4)已知：5SO＋2IO＋2H＋=== I2＋5SO＋H2O。某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2，可能存在I－、IO中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I－、IO的实验方案：取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在；
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。
解析：(1)I2单质被SO还原为I－，SO被氧化为SO，离子方程式为SO＋I2＋H2O===2I－＋SO＋2H＋；将I2还原为I－的目的是使溶于CCl4中的碘进入水层。(2)CCl4不溶于水，因此可以通过分液的方法使其与水分离。(3)温度较低时Cl2的溶解度大，同时减少I2的升华；在锥形瓶里面放入NaOH溶液吸收尾气。(4)要证明I－的存在，可以利用Fe3＋将I－氧化为I2单质，利用淀粉遇I2变蓝色，可以证明反应的发生；要证明IO的存在，可以利用SO的还原性，将其还原为I2单质，利用淀粉遇I2变蓝色，可以证明反应的发生。
答案：(1)SO＋I2＋H2O===2I－＋SO＋2H＋ 使溶于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
(4)从水层取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加盐酸酸化，滴加FeCl3溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有I－；若溶液不变蓝，说明废水中不含有I－。另从水层取少量溶液，加入1～2 mL淀粉溶液，加稀盐酸酸化，滴加Na2SO3溶液，若溶液变蓝，说明废水中含有IO；若溶液不变蓝，说明废水中不含有IO
12．如下图所示，根据实验室制取氯气的原理和性质，回答下列问题：
(1)写出装置甲中发生反应的化学方程式：_____________________________________
________________________________________________________________________。
装置甲中的仪器使用前需要检漏的有________(写名称)。
(2)利用装置丙制取饱和氯水并测其pH。
①证明氯水已饱和的现象是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
②测定饱和氯水的pH方法是_____________________________________________。
③若撤去装置乙，直接将装置甲和丙相连。这样做对实验测定结果的影响是________________________________________________________________________。
(3)饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓的HClO溶液的方法之一。某同学运用这一方法，尝试制取HClO溶液并进行了如下定性实验：
i．在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20 mL 饱和氯水，充分反应，有少量气泡产生，溶液的黄绿色褪去；
ii．过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其漂白性更强；
iii．为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：
第一份与澄清石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；
第二份与稀盐酸混合，立刻产生大量气泡；
第三份加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。
经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO2气体。
①试解释可以在饱和氯水中加入石灰石制备HClO的原因：________________________________________________________________________
(用有关的方程式结合文字回答)。
②试根据所学知识推测，在ii的滤液中含有的溶质，除了溶解的极少量氯气外，还含有的其他溶质为________________________________(写化学式)。
③写出步骤iii中第一份滤液发生反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
解析：(1)在装置甲中MnO2与浓盐酸混合加热发生反应，制取氯气，反应的化学方程式是MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；装置甲中的仪器使用前需要检漏的为分液漏斗。(2)①氯气的水溶液叫氯水，证明氯水已饱和的现象是丙中液体呈黄绿色，丙上部空间呈黄绿色，有黄绿色气体进入丁中；②由于饱和氯水中含氧化性的HClO，会将pH试纸氧化，因此不能使用pH试纸测定饱和氯水的pH，故测定饱和氯水的pH方法是用pH计直接测定；③浓盐酸具有挥发性，在制取的氯气中含有HCl，若撤去装置乙，直接将装置甲和丙相连，HCl溶解在水中使氯水的酸性增强，故导致测得的pH偏小。(3)①在饱和氯水中加入石灰石制备HClO的原因是饱和氯水中存在平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，加入CaCO3后，由于酸性HCl>H2CO3>HClO，所以会发生化学反应：2HCl＋CaCO3===CaCl2＋CO2↑＋H2O，由于c(H＋)减小，根据平衡移动原理，减小生成物的浓度，化学平衡正向移动，使HClO的浓度增大；②将ii的滤液滴在有色布条上，发现其漂白性更强，说明该滤液中除了溶解的极少量氯气外，还含有的其他溶质为CaCl2、Ca(HCO3)2、HClO；③将滤液的第一份与澄清石灰水混合，立即产生大量白色沉淀，说明产生了CaCO3沉淀，反应的离子方程式是Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O。
答案：(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 分液漏斗
(2)①丙中液体呈黄绿色，丙上部空间呈黄绿色，有黄绿色气体进入丁中
②用pH计直接测定
③由于氯化氢未除尽会导致制得的氯水酸性增强，测得的pH偏小
(3)①由于饱和氯水中存在平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，加入CaCO3后，2HCl＋CaCO3 ===CaCl2＋CO2↑＋H2O，使平衡右移，HClO的浓度增大
②CaCl2、Ca(HCO3)2、HClO
③Ca2＋＋HCO＋OH－===CaCO3↓＋H2O
相关资料
更多
