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1、(新課改省份專版)2022高考化學一輪復習 4.4 點點突破 鹵族元素及溴、碘的提取學案(含解析)
1.鹵素單質(zhì)(X2)性質(zhì)的相似性和遞變性
(1)性質(zhì)的相似性
①都能與大多數(shù)金屬反應,如F2、Cl2、Br2與Fe反應:2Fe+3X2===2FeX3,但由于I2的氧化性較弱,I2與Fe反應生成FeI2。
②都能與H2反應生成HX:X2+H2===2HX。
③都能與水反應:X2+H2OHX+HXO(F2例外:2F2+2H2O===4HF+O2)。
④都能與堿溶液反應:X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O(F2例外)。
(2)性質(zhì)的遞變性
顏色
熔、沸點
2、
密度
水溶性
氧化性
還原性(X-)
陰離子還原性由強到弱順序是I->Br->Cl-
①Cl2能從Br-的溶液中置換出Br2,離子方程式為2Br-+Cl2===2Cl-+Br2
②Br2能從I-的溶液中置換出I2,離子方程式為2I-+Br2===2Br-+I2
(3)性質(zhì)的特殊性
氟
①無正價,非金屬性最強,F(xiàn)-的還原性最弱
②2F2+2H2O===4HF+O2,與H2反應在暗處即爆炸
③氫氟酸是弱酸,能腐蝕玻璃,故應保存在塑料瓶中
溴
①Br2常溫下是深紅棕色液體,是唯一的液態(tài)非金屬單質(zhì)
②Br2易溶于有機溶劑
③液態(tài)Br2有劇毒,易揮發(fā),故盛
3、溴的試劑瓶中加水,進行水封,保存液溴不能用橡膠塞
碘
①淀粉遇I2變色
②I2加熱時易升華
③I2易溶于有機溶劑
④I2易與Na2S2O3反應:I2+2S2O===2I-+S4O,此反應常用于滴定法(以淀粉為指示劑)來定量測定碘的含量
[提醒]?、貴2能與水反應放出O2,故F2不能從其他鹵化物的水溶液中將鹵素單質(zhì)置換出來。
②氯、溴單質(zhì)的氧化性較強,能與一些還原性離子反應,如Br2與SO、Fe2+反應的離子方程式分別為SO+Br2+H2O===SO+2Br-+2H+、2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-。
(4)鹵素單質(zhì)溶于水或有機溶劑所呈現(xiàn)的顏色
單質(zhì)
水
4、
CCl4
汽油(或苯)
酒精
Cl2
淡黃→黃綠
黃綠
黃綠
黃綠
Br2
黃→橙
橙→橙紅
橙→橙紅
橙→橙紅
I2
深黃→褐
紫→深紫
淡紫→紫紅
淡紫→紫紅
2.鹵族化合物的相似性和遞變性
(1)鹵素化合物的性質(zhì)
化合物
性質(zhì)
備注
氫化物
穩(wěn)定性:HF>HCl>HBr>HI
還原性:HF
5、HNO3、MnO(H+)、H2O2、O2、ClO-、ClO等氧化劑氧化
次鹵酸
鹽(XO-、
F除外)
均具有氧化性(填“氧化”或“還原”)
次鹵酸鹽能氧化相應的鹵素離子生成鹵素單質(zhì)(F除外):如ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O
鹵酸鹽
(XO、
F除外)
均具有氧化性(填“氧化”或“還原”)
鹵酸鹽能氧化相應的鹵素離子生成鹵素單質(zhì)(F除外):如ClO+5Cl-+6H+===3Cl2↑+3H2O
(2)鹵化銀的性質(zhì)
溶解性
AgCl、AgBr、AgI均不溶于水和稀硝酸,而AgF可溶于水
顏色
AgF、AgCl均為白色,AgBr為淺黃色,AgI為黃
6、色
感光性
除AgF外,均有感光性,其中AgBr常作感光材料
[提醒] 實驗室里常用螢石(CaF2)與濃H2SO4反應來制取HF,反應的化學方程式為CaF2+H2SO4CaSO4+2HF↑。
3.鹵素離子的檢驗
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
(2)置換——萃取法
未知液
(3)氧化——淀粉檢驗I-
未知液 色溶液,表明有I-
[對點訓練]
1.下列關于鹵素(用X表示)的敘述正確的是( )
A.其單質(zhì)都能與水反應,通式為X2+H2OHX+HXO
B.HX易溶于水,其水溶液都是強酸
C.其單質(zhì)都有顏色,都有毒
D.最高價含氧酸的通式為H
7、XO4
解析:選C F2與水反應的化學方程式為2F2+2H2O===4HF+O2,A項錯誤;氫氟酸為弱酸,B項錯誤;F沒有正價,不存在含氧酸,D項錯誤。
2.為驗證鹵素單質(zhì)氧化性的相對強弱,某小組用如圖所示裝置進行實驗(夾持儀器已略去,氣密性已檢驗)。
實驗過程:
Ⅰ.打開彈簧夾,打開活塞a,滴加濃鹽酸。
Ⅱ.當B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時,夾緊彈簧夾。
Ⅲ.當B中溶液由黃色變?yōu)榧t棕色時,關閉活塞a。
Ⅳ.……
(1)A中產(chǎn)生黃綠色氣體,其電子式是_____________________________________。
(2)驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現(xiàn)象是_____
8、______________________________
________________________________________________________________________。
(3)B中溶液發(fā)生反應的離子方程式是______________________________
________________________________________________________________________。
(4)為驗證溴的氧化性強于碘,過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是
_________________________________________
9、_______________________________。
(5)過程Ⅲ實驗的目的是______________________________________________。
(6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱的原因:同主族元素從上到下______________,得電子能力逐漸減弱。
解析:(1)A中產(chǎn)生的黃綠色氣體為Cl2,其電子式為。(2)Cl2遇濕潤的淀粉-KI試紙時,發(fā)生反應:Cl2+2KI===I2+2KCl,產(chǎn)生的I2遇淀粉變藍,可以證明Cl2的氧化性強于I2。(3)B中Cl2與NaBr發(fā)生置換反應,離子方程式為Cl2+2Br-===2Cl-+Br2。(4
10、)C中NaBr與Cl2反應生成NaCl和Br2,將C中溶液滴入D中,振蕩,發(fā)生反應:Br2+2KI===I2+2KBr,靜置后D中溶液分層,下層為碘的CCl4溶液,顯紫紅色,可以說明溴的氧化性強于碘。(5)過程Ⅲ的B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色說明仍有Br2生成,由于B與C中溶液相同,故C中通入Cl2不足,NaBr過量,故C的黃色溶液中無Cl2,排除對溴置換碘實驗的干擾。(6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱,是因為從Cl到I,原子半徑逐漸增大,得電子能力逐漸減弱。
答案:(1) (2)濕潤的淀粉-KI試紙變藍
(3)Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
(4)打開活塞b,將少量C中溶液
11、滴入D中,關閉活塞b,取下D振蕩,靜置后CCl4層變?yōu)樽霞t色
(5)確認C的黃色溶液中無Cl2,排除Cl2對溴置換碘實驗的干擾
(6)原子半徑逐漸增大
知識點二 鹵素單質(zhì)的工業(yè)制法
1.氯的制法——氯堿工業(yè)
海水―→粗鹽飽和食鹽水
化學方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
2.海水中提取溴
(1)流程
(2)主要過程及反應原理
3.海帶中提取碘
(1)流程
(2)通入Cl2的反應原理
發(fā)生反應的離子方程式:Cl2+2I-===I2+2Cl-。
[提醒] 也可以用H2O2氧化I-,反應的離子方程式為H2O2+2I-+2H+===I2+
12、2H2O。
[對點訓練]
1.(2015·全國卷Ⅱ)海水開發(fā)利用的部分過程如下圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴
B.粗鹽可采用除雜和重結(jié)晶等過程提純
C.工業(yè)生產(chǎn)中常選用NaOH作為沉淀劑
D.富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴,再用SO2將其還原吸收
解析:選C A項,苦鹵中含有K+、Mg2+、Br-等,通入Cl2可將Br-氧化成Br2,便于從苦鹵中提取Br2;B項,粗鹽中含有不溶性雜質(zhì)(泥沙)和可溶性雜質(zhì)(Ca2+、Mg2+、SO等),將粗鹽溶于水,并除去其中的雜質(zhì),再通過重結(jié)晶的方法得到純凈NaCl晶體;C項,工業(yè)上沉淀Mg2+常選
13、用廉價的Ca(OH)2,而不選用NaOH;D項,Br2具有較強的揮發(fā)性,富集溴時,常先用空氣和水蒸氣吹出Br2,再用SO2將其還原吸收(SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr),得到濃度較大的含Br-溶液。
2.下列制取Cl2、用Cl2氧化含I-廢液、回收并提純I2的裝置能達到實驗目的的是( )
解析:選D 實驗室利用MnO2與濃鹽酸在加熱條件下反應制取Cl2,不能用稀鹽酸,A錯誤;Cl2通入含I-廢液中氧化I-生成I2,通入Cl2的導管應長進短出,B錯誤;從含I2濁液中提取碘,要加入CCl4等有機溶劑萃取,再通過蒸餾法進行分離,不能采用過濾的方法,C錯誤;I2易升華,故常采用升華法提純碘,D正確。
3.從海帶中提取碘單質(zhì),成熟的工藝流程如下,下列關于海水制碘的說法不正確的是( )
A.實驗室在蒸發(fā)皿中灼燒干海帶,并且用玻璃棒攪拌
B.在含I-的濾液中加入稀硫酸和H2O2后,碘元素發(fā)生氧化反應
C.在碘水中加入幾滴淀粉溶液,溶液變藍色
D.在碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液,該操作為“萃取”
解析:選A 灼燒干海帶應在坩堝中進行,而不應在蒸發(fā)皿中灼燒。