化学一轮复习导学案学案18 富集在海水中的元素.docx

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化学一轮复习导学案学案18富集在海水中的元素

学案18富集在海水中的元素

（二）

——卤素

[考纲要求]　1.从原子的核外电子排布，了解卤素（单质化合物）的相似性和递变性。

2.了解几种重要的含卤素化合物的性质和用途。

知识点一　卤素单质及其化合物的性质

1．Cl2、Br2、I2的物理性质

溴元素主要以______形式存在于海水中，人们把__________称之为“海洋元素”。

氯、溴、碘三种元素在元素周期表中排在同一纵列里，都属于____族元素，简称“卤素”。

Br2是一种________色____体，易挥发；I2是一种______色____体，易升华。

Br2溶解在水中的颜色是________，I2溶解在水中的颜色是____________，Br2溶解在CCl4中的颜色是__________，I2溶解在CCl4中的颜色是__________。

问题思考

1．如何保存液溴？

2．卤素的氧化还原性及海水提取溴、海带中碘元素的检验

（1）卤素单质氧化性的顺序是：

Cl2____Br2____I2；阴离子的还原性顺序是：

I－____Br－____Cl－。

请写出Cl2与NaBr、KI溶液反应的离子方程式：

_________________________、

________________________________________________________________________；

Br2与KI溶液反应的离子方程式：

__________________________________________。

（2）从海水中提取溴一般要经过________、________、________三步。

利用溴的________性，鼓入________或水蒸气，就可将溶解在苦卤中的溴分离出来。

（3）海水中的碘浓度很低，一般从海产品，如海带中提取。

　　　　水　

　　　　↓　　　↓

→

→

→

→

→

问题思考

2．请列举哪些物质能使溴水褪色？

知识点二　卤素离子的检验方法

1．AgNO3溶液——沉淀法

未知液

生成

2．置换——萃取法

未知液

有机层呈

3．氧化——淀粉法检验I－

未知液

________溶液，表示有I－

问题思考

3．淀粉KI试纸常用于检验哪些物质？

一、卤素单质的性质比较

1．相似性

（1）除F2外，Cl2、Br2、I2都能与NaOH溶液反应，试写出Br2与NaOH溶液反应的离子方程式：

___________________________________________________________________。

（2）都能与金属反应生成卤化物，试写出Na、Fe分别与Br2反应的方程式：

________________________________________________________________________、

________________________________________________________________________。

（3）与一些还原性离子的反应，试写出Br2分别与Fe2＋、SO

离子方程式：

________________________________________________________________________、

________________________________________________________________________。

2．递变性

（1）分别写出I2和Fe的反应，及I－和Fe3＋的反应，体会卤素单质性质的递变性：

________________________________________________________________________、

________________________________________________________________________。

（2）还有哪些事实说明氧化性Cl2>Br2>I2?

（3）卤素单质为什么具有相似性和递变性？

3．卤素单质的特性

（1）F2能否从水溶液中置换出其他卤素单质？

为什么？

（2）你认为卤素单质还有哪些特殊性质？

请列举出来。

典例导悟1

　某化学课外小组为了探究卤素单质及化合物的性质，选用以下仪器和药品进行实验，请你帮助完成实验仪器的组装并回答问题。

（1）比较卤素单质的氧化性强弱，各仪器的正确连接顺序（填各接口的字母符号）g接________，______接______，________接________。

（2）装置④烧瓶中反应的化学方程式为_______________________________________。

（3）装置①中的现象是______________，装置②中的现象是______________，装置③的作用是______________。

（4）装置②中反应的离子方程式为________。

（5）若将反应的②中的溶液滴入到KI溶液中，产生的现象是________。

（6）向反应后的①中加入足量的NaOH溶液，产生的现象是________，反应的方程式是

________________________________________________________________________。

变式演练1　下列关于卤素的叙述中，正确的是（　　）

A.溴中溶有少量氯气，可以加入溴化钠溶液再用汽油萃取的方法提纯；

B.溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性；

C.某溶液与淀粉碘化钾溶液反应出现蓝色，则证明该溶液是氯水或溴水；

D.氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂。

二、卤素互化物和拟卤素

典例导悟2

　卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物。

XX′型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。

试回答下列问题：

（1）卤素互化物BrCl能发生下列反应

H2O＋BrCl===HBrO＋HCl　KBr＋BrCl===KCl＋Br2

①写出KI与IBr反应的化学方程式_________________________________________。

②写出苯（C6H6）与ICl发生取代反应生成一卤代物的化学方程式

________________________________________________________________________。

（2）下图是部分卤素单质和XX′型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。

它们的沸点随着相对分子质量的增大而升高，原因是__________________________________

________________________________________________________________________。

（3）试推测ICl的沸点所处的最小范围_____________________________________。

三、萃取和分液在卤素性质实验中的应用

问题　在做卤素性质实验时，为什么常采用有机溶剂萃取卤素单质？

典例导悟3

　用化学方法测定微量碘化物时，必须利用“化学放大”反应将碘的量“放大”，然后再进行测定。

下面是“化学放大”反应的实验步骤：

①向含微量I－并且呈中性或弱酸性溶液里加入溴水，将I－完全氧化成IO

，煮沸去掉过量的Br2；

②向由①制得的水溶液中加入过量的酸性KI溶液，振荡使反应进行完全；

③在②得到的水溶液中加入足量的CCl4，振荡，把生成的I2从水溶液里全部转移到CCl4中，用分液漏斗分液去掉水层；

④向③得到的CCl4层加入肼（即联氨H2N—NH2）的水溶液，振荡，使I2完全以I－形式从CCl4层进入水层，用分液漏斗分液去掉CCl4层。

经过以上四步得到的水溶液里，含有通过反应而“放大”了的碘，请回答下列问题：

（1）写出步骤②的离子方程式，并标出反应的电子转移的方向和数目：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）将右图所示的分液漏斗中的下层液体放出的操作步骤为：

①________________________________________________________________________。

②旋开活塞，使下层液体流出到一个小烧杯里，当下层液体全部流出活塞的细孔时，________________________________________________________________________。

③从漏斗上口倒出上层液体。

④旋开活塞，将留在颈部的下层液体放出到盛接下层液体的烧杯里。

（3）若忽略实验过程中出现的损失，经过一次“化学放大”的溶液里，I－的量是原溶液里I－的量的_______倍。

经过n次“化学放大”的溶液里，I－的量是原溶液里的量的______倍。

变式演练2　实验探究是体验知识的产生或形成过程的基本途径。

下面是某同学探究实验报告的一部分，请填空：

实验名称：

氯、溴、碘的氧化性强弱比较

实验药品：

NaCl溶液、KBr溶液、KI溶液、氯水、溴水、四氯化碳

实验步骤

实验结论

①NaCl溶液＋氯水＋1mLCCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色

氧化性从强到弱的顺序：

氯、溴、碘

②KBr溶液＋氯水＋1mLCCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色

③KI溶液＋氯水＋1mLCCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色

（1）完成该实验需用到的仪器是_______________________________________________；

（2）CCl4在实验中所起的作用是_____________________________________________

________________________________________________________________________；

（3）在实验②中四氯化碳层颜色变化过程为__________________________________

________________________________________________________________________；

（4）该同学的实验缺陷是_________________________________________________，

改进的办法是______________________________________________________

________________________________________________________________________。

1．判断正误

（1）浓硫酸与溴化钠共热制取溴化氢（　　）

（2010·上海－8C）

（2）在反应KIO3＋6HI===KI＋3I2＋3H2O中，每生成3molI2转移电子数为6NA（　　）

（2010·江苏－5C）

（3）碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度（　　）

（2010·全国理综Ⅱ－8B）

（4）淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝，4I－＋O2＋2H2O===2I2＋4OH－（　　）

（2010·上海－19D）

（5）HF、HCl、HBr、HI的热稳性和还原性依次减弱（　　）

（2010·山东理综－11B）

（6）从HF、HCl、HBr、HI的酸性递增的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律（　　）

（2010·福建理综－8D）

2．（2010·四川理综，27

（1））碘是________（填颜色）固体物质，实验室常用________方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。

3．（2010·上海，24）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。

完成下列填空：

（1）写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学方程式（如果系数是1，不用填写）：

________＋________＋________——________HIO3＋________

（2）整个过程中的还原剂是______________________________________________。

（3）把KI换成KBr，则CCl4层变成________色；继续滴加氯水，CCl4层的颜色没有变化。

Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）加碘盐中含碘量为20～50mg·kg－1。

制取加碘盐（含KIO3的食盐）1000kg，若用KI与Cl2反应制KIO3，至少需要消耗Cl2________L（标准状况，保留2位小数）。

题组一　卤素的性质

1.在盛有溴水的三支试管中分别加入苯、四氯化碳和酒精，振荡后静置，出现下列现象，正确的结论是（　　）

A．①加入的是CCl4，②加苯，③加酒精

B．①加入的是酒精，②加CCl4，③加苯

C．①加入的是苯，②加CCl4，③加酒精

D．①加入的是苯，②加酒精，③加CCl4

2．（2010·福州模拟）下列说法正确的是（　　）

A．卤素单质（X2）跟水反应的通式是X2＋H2O===HX＋HXO

B．液溴保存在煤油中

C．漂白粉的有效成分是次氯酸钙

D．光照氯水有气泡逸出，该气体是O2

3．（2010·黄冈模拟）某学生做如下实验：

第一步，在淀粉KI溶液中，滴入少量NaClO溶液，并加入少量稀硫酸，溶液立即变蓝；第二步，在上述蓝色溶液中，滴加足量的Na2SO3溶液，蓝色逐渐消失。

下列叙述中该同学对实验原理的解释和所得结论不正确的是（　　）

A．氧化性：

ClO－>I2>SO

B．蓝色消失的原因是Na2SO3溶液具有漂白性

C．淀粉KI溶液变蓝是因为I－被ClO－氧化为I2，I2遇淀粉变蓝

D．若将Na2SO3溶液加入氯水，氯水褪色

4.根据下图的转化关系完成下列有关问题：

（1）写出①的离子方程式：

_____________________________________________________

________________________________________________________________________。

写出②的离子方程式：

___________________________________________________。

（2）推出下列物质或溶液中溶质的化学式：

E________；I________。

（3）在上述转化过程中，B、C、F、H氧化能力由弱到强的顺序是（写化学式）__________。

题组二　卤素互化合物和拟卤素

5．“XYn”表示不同卤素之间靠共用电子对形成的卤素互化物（非金属性：

X

下列说法中正确的是（　　）

A．ICl与水反应可生成HCl和HIO，则1molICl参加反应转移电子数为1mol

B．某温度，液态IF5电离：

2IF5

IF

＋IF

，则c（IF

）·c（IF

）不是一个常数

C．BrCl与Zn反应生成ZnCl2和ZnBr2

D．XYn与卤素单质一样都是非极性分子

6．将几滴KSCN（SCN－是“类卤离子”）溶液加入到含有Fe3＋的酸性溶液中，溶液变成红色，将该红色溶液分为两份，①一份中加入适量KMnO4溶液，红色褪去；②向另一份中通入SO2，红色也褪去。

下列说法不正确的是（　　）

A．①红色褪去的原因是KMnO4将SCN－氧化

B．②红色褪去的原因是SO2将Fe3＋还原为Fe2＋

C．②红色褪去的原因是SO2将SCN－还原

D．SCN－在适当条件下可失去电子被氧化剂氧化为（SCN）2

题组三　化工工艺流程

7．（2010·重庆模拟）海洋中有大量宝贵资源。

被称为“海洋元素”的溴，其工业制法为把海水浓缩得盐卤，然后加热到363K，控制pH为3.5，通入氯气把溴置换出来，然后用一种气体X把溴吹出，再用纯碱溶液吸收，这时，溴转化为溴离子和溴酸根，最后用硫酸酸化，单质溴可从溶液中析出。

（1）把溴吹出的气体X，最可能用下面的____（填序号）。

A．乙烯B．空气C．氩气D．CO2

（2）某同学对上述工艺提出改进意见，认为氧化后直接用有机溶剂萃取出溴即可，你认为其建议是否合理。

________（填“是”或“否”），并说明理由

________________________________________________________________________。

（3）纯碱溶液吸收溴的离子方程式____________________________________________，硫酸酸化得到单质溴的离子方程式为___________________。

（4）工业上曾用惰性电极电解盐卤的方法来获取溴，当用惰性电极电解MgBr2溶液时，除得到溴之外，同时还能得到的产品是____________________________________________。

8．海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：

（1）从海水中可以得到食盐。

为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO

及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：

①过滤，②加过量NaOH溶液，③加适量盐酸，④加过量Na2CO3溶液，⑤加过量BaCl2溶液。

正确的操作顺序是________。

A．①④②⑤③B．④①②⑤③

C．②⑤④①③D．②④⑤①③

（2）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的为

________________________________________________________________________。

（3）步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为____

________________________________________________________________________，

由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是

________________________________________________________________________。

题组四　实验探究

9．工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如下图所示。

（1）电解饱和食盐水常用离子膜电解槽或隔膜电解槽。

离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是________。

电解槽中的阳极材料为__________。

（2）本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg（OH）2，能否按Br2、Mg（OH）2、CaSO4的顺序制备：

________________________________________________________________________，

原因是____________________________________________________________________。

（3）溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是_______________________________________

________________________________________________________________________。

答案

【课前准备区】

知识点一

1．Br－　溴元素　卤　深红棕　液　紫黑　固　橙色　深黄色→褐色　橙色→橙红色　紫色→深紫色

2．

（1）>　>　>　>Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2　Cl2＋2I－===2Cl－＋I2　Br2＋2I－===2Br－＋I2

（2）浓缩　氧化　提取　挥发　热空气

（3）氯气

知识点二

1．白色　浅黄色　黄色

2．Br－　I－

3．蓝色

问题思考

1．盛溴的试剂瓶加水，进行水封，瓶塞再用蜡封，瓶塞不能用橡胶塞。

2．

（1）被H2S、SO2、SO

、I－等还原剂还原而褪色。

（2）与NaOH等强碱溶液发生自身氧化还原反应而褪色：

Br2＋2NaOH===NaBrO＋NaBr＋H2O。

（3）与较活泼金属（如Mg＋Br2===MgBr2）反应而褪色。

（4）能与溴发生加成反应的不饱和烃及其衍生物，如烯烃、炔烃等。

（5）能被溴水氧化的、含有醛基的化合物。

（6）能与溴水发生反应的碱性物质，如Na2CO3等。

（7）加入活性炭等吸附剂，使溴水褪色。

3．检验强氧化性物质如Cl2、Br2、FeCl3溶液，O3等，工作原理是I－被氧化成I2而使淀粉变蓝。

【课堂活动区】

一、1.

（1）Br2＋2OH－===Br－＋BrO－＋H2O

（2）2Na＋Br2===2NaBr　2Fe＋3Br2

2FeBr3

（3）Br2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Br－

Br2＋SO

＋H2O===SO

＋2H＋＋2Br－

2．

（1）Fe＋I2

FeI2

2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2

（2）①卤素单质和H2反应的条件及氢化物的稳定性：

例如F2和H2在暗处即能爆炸（剧烈反应），H2和Cl2光照能爆炸，而Br2和H2则加热才能发生等，且生成的氢化物的稳定性从HF至HI越来越差。

②Cl2能从KBr、NaI溶液中置换出Br2、I2；Br2能从NaI溶液中置换I2，而不能从NaCl溶液中置换Cl2等。

（3）这是由原子结构决定的，从F→I，原子的最外电子层都有7个电子，都易得1个电子形成稳定结构，而原子半径越来越大，得电子能力逐渐减弱，故所形成的单质具有相似性和递变性。

3．

（1）常温下，F2与水剧烈反应：

2F2＋2H2O===4HF＋O2，故不能从水溶液中置换其他卤素单质。

（2）如F2是氧化性最强的单质；Br2在常温下是红棕色液体；碘易升华，遇淀粉变蓝色；Cl2是黄绿色气体等，都是比较特殊的性质。

三、卤素单质在有机溶剂中的溶解度远远大于在水中的溶解度。

在卤素性质实验中由于水溶液中卤素含量较小，常利用萃取和分液的方法，将相关物质富集，以便有足够大的含量，从而进行物质检验或测定。

典例导悟

1　

（1）c　d　a　b　e

（2）MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

（3）溶液变蓝色　溶液变橙黄色　吸收剩余Cl2

（4）Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－

（5）溶液变棕黄色