含卤物质的生产流程.docx
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含卤物质的生产流程
含卤物质的生产流程
1．氯的提取——氯碱工业
化学方程式为2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
2．海水提取溴
（1）流程
（2）发生反应的化学方程式
①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl；
②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；
③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。
3．海带中提取碘
（1）流程
（2）发生反应的化学方程式：
Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。
海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。
从海水中提取食盐和溴的过程如下：
（1）请列举海水淡化的两种方法：
______________________、________________________。
（2）将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、________、________或H2、________。
（3）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的为______________________。
（4）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________________。
（5）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：
Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。
他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：
请你参与分析讨论：
①图中仪器B的名称：
________________；
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因为_____________________；
③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：
________________________________________________________________________；
④C中液体产物颜色为________，为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是______________________________________。
答案
（1）蒸馏法 电渗析法（其他合理答案也可）
（2）Cl2 NaOH NaClO （3）富集溴元素 （4）Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO
＋2Br－ 强酸对设备的严重腐蚀
（5）①冷凝管 ②Br2腐蚀橡胶 ③控制温度计b的温度，并收集59℃时的馏分 ④深红棕色 分液（或蒸馏）
解析
（2）从反应2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑可判断出产物，但其中Cl2有可能与NaOH反应生成NaClO。
（3）步骤Ⅰ中Br2的浓度很小，若把其中的Br2蒸馏出来，耗能太大，所以要先把Br2富集。
（5）③蒸馏的目的，就是通过沸点不同而提纯Br2，所以要把温度控制在Br2的沸点，尽可能只使Br2挥发。
反思归纳
海水中富含卤素，一般以卤离子形式存在。
工业生产中一般采用化学反应获得相应的单质，然后再用物理的方法进行提纯。
如海水中的Br－、I－，一般要加入氧化剂氧化使其生成Br2、I2，然后再采用萃取法或蒸馏法提纯物质。
探究高考 明确考向
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
（1）在“火柴头中氯元素的检验”实验中，摘下几根未燃过的火柴头，将其浸于水中，稍后取少量溶液于试管中，滴加硝酸银溶液和稀硝酸后，即可判断氯元素的存在（ ）
（2012·浙江理综，8B）
（2）实验室从海带提取单质碘的方法是：
取样→灼烧→溶解→过滤→萃取（ ）
（2013·浙江理综，8A）
（3）从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现（ ）
（2013·福建理综，6B）
（4）次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌（ ）
（2013·四川理综，1D）
（5）碘是人体必需微量元素，所以要多吃富含高碘酸的食物（ ）
（2013·新课标全国卷Ⅰ，7C）
（6）根据较强酸可以制取较弱酸的规律，推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO（ ）
（2011·安徽理综，11D）
（7）
①湿润红纸条；②饱和氯水。
①中红纸条褪色（ ）
（2012·北京理综，10D）
（8）
①酚酞溶液；②浓盐酸。
①中无明显变化（ ）
（2012·北京理综，10B）
答案
（1）×
（2）× （3）× （4）√ （5）× （6）√（7）√ （8）√
解析
（1）火柴头中氯元素是以KClO3的形式存在的，不存在Cl－。
（2）海带中的碘是化合态（一般是I－），未加氧化剂，不能得到I2。
（4）次氯酸钠具有强氧化性，可用作消毒剂。
2．（2012·上海，15）下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。
向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。
已知：
2KMnO4＋16HCl―→2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是（ ）
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝，b处变红棕色
氧化性：
Cl2>Br2>I2
B
c处先变红，后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性：
Fe2＋>Cl－
答案 D
解析 选项A的实验现象只能说明氧化性：
Cl2>Br2和Cl2>I2，不能说明氧化性Br2>I2；选项B的实验现象还可以说明氯气与水生成了漂白性物质；选项C中，氯气与水生成酸性物质也可以出现对应的实验现象；e处变红色是氯气氧化Fe2＋生成Fe3＋的结果，选项D正确。
3．[2012·新课标全国卷，27
（1）（3）]光气（COCl2）在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。
（1）实验室中常用来制备氯气的化学方程式为_________________________________
________________________________________________________________________。
（3）实验室中可用氯仿（CHCl3）与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
答案
（1）MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
（3）CHCl3＋H2O2===COCl2＋HCl＋H2O
解析
（1）实验室制备Cl2的化学方程式为MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。
（3）H2O2具有强氧化性，反应过程中被还原为H2O，根据氧化还原反应原理写出反应的化学方程式为CHCl3＋H2O2===COCl2＋H2O＋HCl。
4．（2013·上海，五）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的操作步骤为
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所发生的化学反应方程式________________________________________。
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
答案
（1）酸性 Cl2歧化生成HClO和HCl
（2）Br2易挥发
（3）3H2SO4＋5NaBr＋NaBrO3―→3Na2SO4＋3Br2＋3H2O
溴酸能将氯离子氧化成氯气 溴具有强氧化性（或强腐蚀性）
（4）ac
解析 Cl2和Br2蒸气都是有毒气体，应该在通风橱中进行操作；步骤③所发生反应是归中反应，盐酸有还原性，NaBrO3有氧化性，二者可发生氧化还原反应；利用NaBr溶液与Cl2反应，然后分液可除去Cl2。
5．（2013·福建理综，24节选）二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。
（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。
该法工艺原理示意图如下。
其过程是将食盐水在特定条件
下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。
工艺中可以利用的单质有____________（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为________________________________________________________________________
________________。
（2）纤维素还原法制ClO2是一种新方法，其原理是：
纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。
完成反应的化学方程式：
__（D）__＋24NaClO3＋12H2SO4===
ClO2↑＋
CO2↑＋18H2O＋
________
（3）ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN－氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl－。
处理含CN－相同量的电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的______倍。
答案
（1）H2、Cl2 2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O
（2）
C6H12O6＋24NaClO3＋12H2SO4===
ClO2↑＋
CO2↑＋18H2O＋
Na2SO4 （3）2.5
解析 注意分析题目信息和图示信息，能够分析出二氧化氯发生器中有Cl2生成，是正确解决第
（1）小题的关键。
（1）在特定条件下电解食盐水，除了生成NaClO3外还应有H2；根据题干信息，NaClO3与HCl反应生成ClO2，结合得失电子守恒及图示中从二氧化氯发生器中出来的气体进入了氯化氢合成塔可知，NaClO3与HCl反应除生成ClO2外还有Cl2，可写出化学方程式2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。
（2）纤维素水解得到的最终产物D应为葡萄糖（C6H12O6），生成物可利用元素守恒推知，然后配平即可。
（3）处理相同量的CN－，Cl2和ClO2转移的电子数应相同。
1molCl2―→2Cl－转移2mole－，1molClO2―→Cl－转移5mole－，则转移相同量的电子时Cl2与ClO2的物质的量之比为5∶2。
1．下列说法正确的是（ ）
①氯气的性质活泼，它与氢气混合后立即发生爆炸 ②实验室制取氯气时，为了防止环境污染，多余的氯气可以用氢氧化钙溶液吸收 ③新制氯水的氧化性强于久置氯水的
④检验HCl气体中是否混有Cl2，方法是将气体通入硝酸银溶液 ⑤除去HCl气体中的Cl2，可将气体通入饱和食盐水中
A．①②③B．②③④
C．③D．③⑤
答案 C
解析 氯气与氢气混合，达到爆炸极限，在光照的条件下能发生爆炸，①错，氢氧化钙溶液中溶质含量少，实验中常用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，②错，排除A、B项；HCl气体与AgNO3溶液可产生沉淀，④错；将气体通入饱和食盐水中，除去的是HCl气体，而不是Cl2，⑤错，排除D项。
2．下列有关说法正确的是（ ）
A．在饱和氯水中Cl－、NO
、Na＋、SO
可以大量共存
B．常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运，所以Cl2不与铁反应
C．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－
D．SO2通入碘水中，反应的离子方程式为SO2＋I2＋H2O===SO
＋2I－＋2H＋
答案 C
解析 在饱和氯水中SO
能发生反应SO
＋Cl2＋H2O===SO
＋2Cl－＋2H＋，不能大量存在，且在酸性条件下，NO
与SO
不能大量共存，A错；氯气在点燃的条件下能与铁反应，B错；氯水将I－氧化为I2，I2在有机溶剂中显紫色，C正确；SO2通入碘水中，反应的离子方程式为SO2＋I2＋2H2O===SO
＋2I－＋4H＋，D错。
3．下列关于卤素的叙述正确的是（ ）
①卤素的钾盐中，最易被氧化的是氟化钾 ②溴中溶有少量氯气，可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯 ③溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性 ④某溶液与淀粉 KI溶液反应出现蓝色，则证明该溶液是氯水或溴水 ⑤氟气跟氯化钠水溶液反应，一定有氟化氢和氧气生成 ⑥氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂
A．①③⑤B．②③⑥
C．②⑤⑥D．①③④
答案 C
解析 本题涉及卤素单质及其化合物的性质和用途。
易被氧化的物质应具有较强还原性，各卤素离子中，以I－的还原性最强，故卤素的钾盐中，最易被氧化的是碘化钾；卤化银中除氟化银外均有感光性；能与淀粉 KI溶液反应出现蓝色现象的，除氯水或溴水外，还可以是碘水等。
4．某同学用下列装置制备并检验Cl2的性质。
下列说法正确的是（ ）
A．Ⅰ图中：
如果MnO2过量，浓盐酸就可全部被消耗
B．Ⅱ图中：
量筒中发生了加成反应
C．Ⅲ图中：
发生的反应不是燃烧反应
D．Ⅳ图中：
湿润的有色布条能褪色，将硫酸溶液滴入烧杯中，至溶液显酸性，结果有Cl2生成
答案 D
解析 A项，稀盐酸与MnO2不反应；B项，发生取代反应；C项，Cu在Cl2中发生了燃烧反应；D项，Cl－、ClO－在酸性条件下有Cl2生成。
5．五颜六色的颜色变化增添了化学的魅力，下列有关反应的颜色叙述正确的是（ ）
①新制氯水久置后→浅黄绿色消失 ②淀粉溶液遇单质碘→蓝色 ③溴化银见光分解→银白色 ④Na2CO3溶液中滴加酚酞→红色 ⑤鸡蛋白溶液遇浓硝酸→黄色 ⑥碘化银的悬浊液中加入硫化钠晶体，振荡后变黑
A．①②③④⑤B．②③④⑤⑥
C．①②④⑤⑥D．①③④⑤⑥
答案 C
解析 溴化银见光分解得到黑色固体，因为分解得到的银颗粒很小，对光的吸收较强，显黑色，③错误；由于CO
的水解，使Na2CO3溶液显碱性，④正确；碘化银的悬浊液中加入硫化钠晶体，振荡后黄色的碘化银转化为黑色的硫化银，因为硫化银的溶解度远小于碘化银的溶解度，⑥正确。
6．某化学兴趣小组利用MnO2和浓HCl及如图装置制备Cl2。
下列分析中不正确的是（ ）
A．A中可用分液漏斗代替长颈漏斗
B．A中缺少加热装置
C．B中盛放的NaOH溶液可以净化Cl2
D．D中的导管口若连接倒置漏斗可防止倒吸
答案 C
解析 本题考查Cl2的制备，旨在考查学生的实验分析与设计能力。
氯气中混有氯化氢气体，应该用饱和食盐水除去氯化氢，氯化氢和氯气均能与氢氧化钠溶液反应，故B中不能盛放氢氧化钠溶液。
7．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．实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌
B．含I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，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．碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”
答案 A
解析 A项中灼烧固体时应选用坩埚，蒸发皿用于蒸发溶液。
8．（2011·江苏，9）NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质（如下图）。
下列说法正确的是
（ ）
A．25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
B．石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂
C．常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运，所以Cl2不与铁反应
D．图中所示转化反应都是氧化还原反应
答案 B
解析 A错，因为碳酸氢根离子之间的缔合作用导致碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠小；B对，因为该反应属于氯气的歧化反应，氯元素的化合价既有升高又有降低；C错，不是二者不反应，而是发生类似钝化作用，反应产物的覆盖和隔离作用阻碍了反应的进一步进行；D错，因为生成苏打、小苏打的两个反应都不是氧化还原反应。
9．碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在，在海水中主要以I－的形式存在，几种粒子之间的转化关系如图所示。
下列说法中不正确的是（ ）
A．用淀粉 KI试纸和食醋检验加碘盐时淀粉 KI试纸会变蓝
B．足量Cl2能使湿润的、已变蓝的淀粉 KI试纸褪色的原因可能是5Cl2＋I2＋6H2O===2HIO3＋10HCl
C．由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2>I2>IO
D．途径Ⅱ中若生成1molI2，则反应中转移的电子数为10NA
答案 C
解析 加碘盐中含有IO
，在酸性条件下可被I－还原生成I2，A选项正确；根据图示转化关系可知B选项正确；根据途径Ⅰ可知氧化性Cl2>I2，根据途径Ⅱ可知氧化性IO
>I2，根据途径Ⅲ可知氧化性Cl2>IO
，C选项错误；根据关系式2IO
～I2～10e－可知D选项正确。
10．取体积相同的KI、Na2SO3、FeBr2溶液，分别通入足量氯气，当恰好完全反应时，三种溶液消耗氯气的物质的量相同，则KI、Na2SO3、FeBr2溶液的物质的量浓度之比为（ ）
A．2∶1∶2B．2∶1∶3
C．6∶3∶2D．3∶7∶1
答案 C
解析 由于三种溶质与足量Cl2反应，1molKI→I2失去1mole－、1molNa2SO3→Na2SO4失去2mole－、1molFeBr2→Fe3＋和Br2失去3mole－，当反应的n（Cl2）相同时，即三种溶质失去相同的电子数。
假设均失去1mole－，则需要：
KI为1mol、Na2SO3为
mol、FeBr2为
mol，则所求为1∶
∶
＝6∶3∶2，故选C项。
11．下图表示有关物质之间的转化关系，A、C、E、G为非金属单质，其中A、G在常温常压下为气体，E遇淀粉变蓝，K是一种常用的食品添加剂，L是常见的无色无味液体，I为淡黄色固体，J的焰色反应呈浅紫色（透过蓝色钴玻璃）。
（1）B、I代表的物质的化学式分别为________、________。
（2）写出反应①、②的离子方程式：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
（3）选出实验室保存C单质的注意事项________（A.无色瓶 B．棕色瓶 C．橡胶塞 D．玻璃塞），除此之外还采取了什么特殊的保存方法：
__________________________。
（4）已知A、C、E均能与G反应，其反应条件要求由高到低的顺序为______________________（用化学式表示）。
（5）A与H溶液反应，其氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶1，写出此反应的化学方程式：
______________________________________________________________。
答案
（1）KI AgBr
（2）2Cl－＋2H2O
H2↑＋Cl2↑＋2OH－ 3I2＋6OH－
5I－＋IO
＋3H2O （3）BD 水封 （4）I2＞Br2＞Cl2
（5）Cl2＋2KOH===KCl＋KClO＋H2O
解析 E遇淀粉变蓝说明E为I2；L是常见的无色无味液体说明L是H2O；I为淡黄色固体且为F与AgNO3反应的产物，则I是AgBr；J的焰色反应呈浅紫色说明J中含有K元素，根据转化关系可确定其为KNO3。
由此可推知物质的转化关系为
12．如图是某研究性学习小组设计制取氯气并以氯气为反应物进行特定反应的装置。
（1）要将C装置接入B和D之间，正确的接法是a→______→________→d。
（2）实验开始先点燃A处的酒精灯，打开活塞K，让Cl2充满整个装置，再点燃D处的酒精灯。
Cl2通过C装置后进入D，D装置内盛有炭粉，发生氧化还原反应，生成CO2和HCl（g），发生反应的化学方程式为_____________________________________________。
为了使C装置发挥更好的作用，可向烧杯中加入浓硫酸，加入浓硫酸的作用是________________________________________________________________________。
（3）D处反应完毕后，关闭弹簧夹K，移去两个酒精灯，由于余热的作用，A处仍有少量Cl2产生，此时B中的现象是______________________________________________，
B的作用是__________________________________________________________。
（4）在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进，说明需要改进的理由并在方框中画出改进后的装置图。
答案
（1）c b
（2）2Cl2＋C＋2H2O
4HCl＋CO2 加入的浓硫酸溶于水能放出大量的热，有利于试管中的水变为水蒸气，从而提供足量的水蒸气供D中反应需要
（3）瓶中液面下降，长颈漏斗内液面上升 贮存少量Cl2，避免Cl2对环境造成污染
（4）D中反应生成的HCl气体极易溶于水，易发生倒吸，改进装置如右图所示：
解析
（1）正确连接的关键是C装置的作用，由于D中反应生成了CO2和HCl，有氢元素存在，说明有水参加反应，反应方程式为2Cl2＋C＋2H2O
4HCl＋CO2，C装置的作用是提供水蒸气，而且Cl2从C中出来带出水蒸气，因此应该是长进短出。
（2）C中提供水蒸气，烧杯中加入浓硫酸，浓硫酸溶于水放热，有利于水蒸气生成。
（3）弹簧夹K关闭，此时B相当于量气装置，生成的气体将B中的溶液压入长颈漏斗中。
（4）由于D中反应生成了极易溶于水的HCl，E装置不正确，会造成E中水倒吸，可以用一个倒置的小漏斗防止倒吸。
13．运用化学反应原理研究卤族元素的有关性质具有重要意义。
（1）下列关于氯水的叙述正确的是________（填写序号）。
a．氯水中存在两种电离平衡
b．向氯水中通入SO2，其漂白性增强
c．向氯水中通入氯气，c（H＋）/c（ClO－）减小
d．加水稀释氯水，溶液中的所有离子浓度均减小
e．加水稀释氯水，水的电
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