2024年高考化学一轮复习　第20讲　卤族元素　溴、碘单质的提取 学案（含答案）

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考点一 卤族元素及X－的检验
1．卤族元素
卤族元素又称卤素，位于元素周期表的ⅦA族，价电子排布为ns2np5。
2．溴、碘单质物理性质比较
3.氯、溴、碘单质化学性质比较
4.氟的特殊性
(1)氟无正化合价。
(2)F2能与水反应放出O2，化学方程式：_________________________________________
___________________________________________________________________________。
(3)在HX中，HF的熔、沸点最高，氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃。
5．卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
eq \x(未知液)eq \(―――――――――――→,\s\up7(滴加稀硝酸和AgNO3溶液))生成eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1( 色沉淀，则有Cl－, 色沉淀，则有Br－, 色沉淀，则有I－))
(2)置换——萃取法
未知液eq \(―――――――――→,\s\up7(加适量新制饱和氯水),\s\d5(振荡)) eq \(――――――――――――→,\s\up7(加入CCl4下层或汽油上层),\s\d5(振荡))
有机层呈eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(红棕色或橙红色，表明有 ,紫色、浅紫色或紫红色，表明有 ))
(3)氧化——淀粉法检验I－
未知液eq \(――――――――――――――→,\s\up7(加入适量新制饱和氯水或双氧水),\s\d5(振荡)) eq \(――――→,\s\up7(淀粉溶液),\s\d5(振荡))____色溶液，表明有I－
应用举例
鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以选用的试剂是________(填序号)。
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
1．卤素气态氢化物的水溶液都是强酸溶液( )
2．浓H2SO4能干燥HCl，所以浓硫酸也能干燥HBr( )
3．加碘盐能使淀粉变蓝( )
4．清洗碘升华实验所用试管的操作是先用酒精清洗，再用水清洗( )
5．液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加水封( )
6．用加热的方法可将NaHCO3中混有的少量碘除去( )
7．可用F2与NaCl溶液反应产生Cl2，检证F2的氧化性大于Cl2( )
一、Cl2、Br2、I2氧化性强弱的实验探究
1．某小组用如图所示装置比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱(夹持仪器已略去，气密性已检查)。
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。
二、拟卤素和卤素互化物的结构与性质
2．氰[(CN)2]的结构简式为N≡C—C≡N，其化学性质与卤素(X2)很相似，化学上称之为拟卤素，其氧化性介于Br2和I2之间。
(1)写出(CN)2的电子式：____________________________________________________。
(2)写出(CN)2在常温下与烧碱溶液反应的化学方程式：_________________________
________________________________________________________________________。
(3)在KBr、KI、KCN的混合溶液中通入少量氯气，发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．一氯化碘(ICl)、三氯化碘(ICl3)是卤素互化物，它们的性质与卤素单质相似。
(1)ICl3与水反应的产物可能为_______________________________________________(填化学式)。
(2)ICl在常温下与烧碱溶液反应的离子方程式为___________________________________，
该反应是否是氧化还原反应？__________(填“是”或“否”)。
考点二 从海水资源中提取卤素单质
1．氯的提取——氯碱工业
(1)工艺流程
海水―→粗盐eq \(――→,\s\up7(精制))饱和食盐水eq \(――→,\s\up7(电解))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(阳极产物： ,阴极产物： ))
(2)发生反应的化学方程式为_________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．海水中提取溴
(1)工艺流程
(2)发生反应的化学方程式
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
3．海带中提取碘
(1)工艺流程
(2)发生反应的离子方程式：_________________________________________________
_________________________________________________________________________。
1．海水提溴两次使用氯气的目的是富集溴元素( )
2．海带提碘过程，在蒸发皿中灼烧后再溶解( )
3．在实验室做海带提碘的实验时可用H2SO4酸化后，用H2O2氧化I－，离子方程式为2I－＋H2O2===I2＋2OH－( )
一、溴、碘单质提取中的仪器、装置及操作判断
1．用灼烧法证明海带中含有碘元素，各步骤选用的实验用品不必都用到的是( )
2.欲从含Br－的废液中提取溴单质，需经过一系列操作，实验装置及物质的性质如下：
下列说法正确的是( )
A．可用装置甲氧化废液中的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Br2
D．用装置丁贮存液溴
二、提取溴、碘的流程分析
3．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试剂可用Na2SO3饱和溶液
B．步骤Ⅲ的离子反应：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
C．工业上每获得1 ml Br2，需要消耗Cl2 44.8 L
D．步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏
4．(2023·苏州模拟)为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如图实验方案，解答下列问题：
(1)①中反应的离子方程式：_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗____________(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(3)③是将富集在CCl4中的碘单质利用化学转化重新富集在水中，称为反萃取，写出该反应的化学方程式：_______________________________________________________________。
(4)④中反应的离子方程式：_____________________________________________________。
(5)操作⑤的名称为________。
1．(2018·江苏，5)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是( )
A．用装置甲灼烧碎海带
B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液
C．用装置丙制备用于氧化浸泡液中I－的Cl2
D．用装置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾气
2．(2015·全国卷Ⅱ,12)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
3．[2021·全国甲卷，26(1)]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：
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。
②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________；
若反应物用量比eq \f(nCl2,nFeI2)＝1.5时，氧化产物为______________；当eq \f(nCl2,nFeI2)＞1.5后，单质碘的收率会降低，原因是_____________________________________________________________。
第20讲 卤族元素 溴、碘单质的提取
考点一
归纳整合
2．深红棕 紫黑 固体 挥发 升华 变蓝
3．HX＋HXO 易 难 NaX＋NaXO＋H2O ＞ ＞ ＜ ＜ 易 难
4．(2)2H2O＋2F2===4HF＋O2
5．(1)白 浅黄 黄 (2)Br－ I－ (3)蓝
应用举例
②④⑤
易错辨析
1．× 2.× 3.× 4.√ 5.√ 6.× 7.×
专项突破
1．(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
2．(1)
(2)(CN)2＋2NaOH===NaCN＋NaCNO＋H2O
(3)2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
3．(1)HCl、HIO2
(2)ICl＋2OH－===Cl－＋IO－＋H2O 否
考点二
归纳整合
1．(1)Cl2 H2、NaOH (2)2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
2．(2)①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl ②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4 ③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2
3．(2)Cl2＋2I－===I2＋2Cl－
易错辨析
1．√ 2.× 3.×
专项突破
1．C 2.D 3.C
4．(1)2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O (2)下口放出
(3)3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O
(4)5I－＋IOeq \\al(－,3)＋6H＋===3I2↓＋3H2O (5)过滤
真题演练 明确考向
1．B [A项，灼烧碎海带应在坩埚中进行，不能用烧杯，装置甲不能达到实验目的；C项，用浓盐酸和MnO2制取氯气需要加热，装置丙不能达到实验目的；D项，吸收Cl2应用NaOH溶液，装置丁不能达到实验目的。]
2．C [A项，向苦卤中通入Cl2 时发生反应：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，是为了提取溴，正确；B项，可将粗盐溶解、过滤除去难溶性杂质，然后向滤液中加入沉淀剂，过滤除去可溶性杂质，最后重结晶可得精盐，正确；C项，工业生产常选用廉价的Ca(OH)2作为沉淀剂，错误；D项，由于通入Cl2后所得溶液中Br2的浓度很小，因此利用Br2的挥发性，可先用热空气和水蒸气吹出Br2，再用SO2将其还原为HBr进行富集，正确。]
3．①2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－ AgNO3 ②FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2 I2、FeCl3 I2被过量的Cl2进一步氧化
解析 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，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。
②通入Cl2的过程中，因I－还原性强于Fe2＋，Cl2先氧化还原性强的I－，若氧化产物只有一种，则该氧化产物只能是I2，故反应的化学方程式为FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2；若反应物用量比eq \f(nCl2,nFeI2)＝1.5时，先氧化完全部I－再氧化Fe2＋，恰好将全部I－和Fe2＋氧化，故氧化产物为I2、FeCl3；当eq \f(nCl2,nFeI2)>1.5即Cl2过量，多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应，单质碘的收率会降低。
性质
Br2
I2
颜色
______色
____色
状态
液体
溶解性
①在水中溶解度不大；
②易溶于有机溶剂
特性
易____、有毒
①易____；
②使淀粉溶液____
与水反应
X2＋H2O______
氯、溴、碘与水反应由____到____
与碱反应(NaOH)
2NaOH＋X2===______________
氧化性
①Cl2__Br2__I2，还原性：Cl－__Br－__I－；
②氯、溴、碘与氢气化合由____到____；
③I2与Fe反应只生成FeI2，其他卤素单质可将Fe氧化为＋3价
选项
实验步骤
实验用品
A
步骤1：将海带灼烧灰化
B
步骤2：将海带灰溶解、过滤
C
步骤3：氧化滤液中的I－
D
步骤4：检验碘元素
Br2
CCl4
正十二烷
密度/(g·cm－3)
3.12
1.59
0.753
沸点/℃
58.76
76.8
215～217