第4章 第16讲 卤族元素和其单质的制取(Word教参)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 单选版）

第16讲　卤族元素和其单质的制取　►对应学生用书P1 【备考目标】　1.掌握卤素的性质及卤素离子的检验。2.掌握卤素单质的提取。 考点1　卤素的性质　 卤素离子的检验 1．卤素单质(X2) (1)性质的相似性 卤素位于元素周期表中第 ⅦA族，包括：氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)。 ①与大多数金属反应 如与Fe反应：2Fe＋3X2===2FeX3(X为F、Cl、Br，I2的氧化性较弱，与Fe反应生成FeI2)。 ②与H2反应 X2＋H2===2HX。 ③与H2O反应 X2＋H2O===HX＋HXO(X为Cl、Br)。 ④与碱溶液反应 X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(X为Cl、Br)。 ⑤卤素间的置换反应 如Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2； Br2＋2KI===2KBr＋I2。 (2)性质的递变性 颜色 熔、 沸点 密度 水溶性 氧化性 还原性 (X－) (3)性质的特殊性 氟 ①无正价，非金属性最强。 ②2F2＋2H2O===4HF＋O2，故F2不能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置换出来。 ③F2与H2反应在暗处即爆炸 溴 盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴时不能用橡胶塞 碘 ①I2遇淀粉变蓝色。 ②I2加热时易升华。 ③含碘食用盐中加入的是KIO3而不是I2 【提醒】　氯、溴单质的氧化性较强，能与一些还原性离子反应，如Br2与SO、Fe2＋反应的离子方程式分别为SO＋Br2＋H2O===SO＋2Br－＋2H＋、2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。 (4)卤素单质溶于水或有机溶剂所呈现的颜色 水 CCl4 汽油(或苯) 酒精 Cl2 淡黄→黄绿 黄绿 黄绿 黄绿 Br2 黄→橙 橙→橙红 橙→橙红 橙→橙红 I2 深黄→褐 紫→深紫 淡紫→紫红 淡紫→紫红 2.卤族化合物 化合物 性质 备注 卤化氢 稳定性：HF>HCl>HBr>HI 还原性：HF<HCl<HBr<HI 水溶液的酸性：HF<HCl<HBr<HI ①HF几乎没有还原性；②HF为弱酸，HCl、HBr、HI均为强酸；③HF能腐蚀玻璃，故应保存在铅制器皿或塑料瓶中；④HF在HX中沸点最高 金属卤化物 卤素离子的还原性：F－<Cl－<Br－<I－ I－的还原性很强，能被Fe3＋、HNO3、MnO(H＋)、H2O2、O2、ClO－、ClO等氧化剂氧化 次卤酸盐 (F除外) 均具有氧化性 次卤酸盐(XO－)能氧化相应的卤素离子生成卤素单质(F除外)：如ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O 卤化银 溶解性 AgCl、AgBr、AgI均不溶于水和稀硝酸，而AgF可溶于水 颜色 AgF、AgCl均为白色，AgBr为浅黄色，AgI为黄色 感光性 除AgF外，均有感光性，其中AgBr常作感光材料 卤酸盐 (F除外) 均具有氧化性 卤酸盐(XO)能氧化相应的卤素离子生成卤素单质(F除外)：如ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O 【提醒】　实验室里常用萤石(CaF2)与浓H2SO4反应来制取HF，反应的化学方程式为CaF2＋H2SO4CaSO4＋2HF↑。 3．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)氧化——淀粉法检验I－ 未知液 溶液变蓝，表明有I－ 【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)卤素气态氢化物的水溶液都是强酸溶液(×) (2)实验室保存液溴时要加少量水进行水封，不用橡胶塞(√) (3)为验证Br2的氧化性强于I2，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(√) (4)可以用淀粉溶液检验加碘食盐中的KIO3(×) (5)用加热的方法可将NaHCO3中混有的少量碘除去(×) (6)可用F2与NaCl溶液反应产生Cl2，验证F2的氧化性大于Cl2(×) 一、认识卤素单质、化合物的性质与应用 1．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．①③⑤ B．②③⑥ C．②⑤⑥ D．①③④ 解析：选C。易被氧化的物质应具有较强的还原性，卤素离子中，I－的还原性最强，故卤素的钾盐中，最易被氧化的是KI，①错误；卤化银中除AgF外均有感光性，③错误；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错误。 2．某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是(　　 ) A．E处棉花球变成黄色，说明Cl2的氧化性比Br2强 B．F处棉花球变成蓝色，说明Br2的氧化性比I2强 C．E处发生反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2 D．G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH－＋Cl2===ClO－＋Cl－＋H2O 解析：选B。在F处，可能是未反应完的Cl2与KI发生反应置换出I2，使淀粉变蓝色，不能说明Br2的氧化性比I2强。 二、拟卤素和卤素互化物的结构与性质 3．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能生成相应的卤化物。 (1)溴化碘与水反应的化学方程式为____________________________。 (2)溴化碘与NaOH溶液反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 (3)上述两个反应是否是氧化还原反应？为什么？ ________________________________________________________________________。 答案：(1)IBr＋H2O===HBr＋HIO (2)2NaOH＋IBr===NaBr＋NaIO＋H2O (3)IBr中I为＋1价，Br为－1价，上述两个中反应中反应前后各元素的化合价均未发生变化，不是氧化还原反应 4．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 ________________________________________________________________________。 答案：(1)∶N⋮⋮C∶C⋮⋮N∶ (2)(CN)2＋2NaOH===NaCN＋NaCNO＋H2O　(3)2I－＋Cl2===I2＋2Cl－ 考点2　卤素单质的制取 1．氯的提取——氯碱工业 ―→ 化学方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 2．海水提溴——空气吹出法 (1)主要流程 (2)主要过程 3．海带中碘的提取及检验 (1)主要流程 (2)反应原理 2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O或Cl2＋2I－===2Cl－＋I2 一、实验室中提取溴、碘 1．(2023·广东名校联考)下列是制取Cl2、用Cl2氧化I－并回收I2的实验流程，实验原理和装置都正确的是(　　 ) 解析：选D。制取Cl2应用浓盐酸与MnO2反应，A项错误；通入Cl2应长口进短口出，B项错误；渗析是分离出胶体粒子的方法，碘单质是固体，分离出粗碘应过滤，C项错误；粗碘中的I2受热会升华，碘蒸气通过滤纸在漏斗壁处又凝华成纯净的碘固体，故可通过该方法提纯I2，D项正确。 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： 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 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 解析：选D。装置乙中选用正十二烷而不用CCl4，是因为正十二烷的沸点高，便于使用蒸馏法分离溶于正十二烷中的溴，用装置丙进行蒸馏，先收集到的是Br2，故B错误、C错误；液溴的密度比水大，可以用水液封，D正确。 二、工业上提取溴、碘的流程分析 3．(2023·广东汕头三模)碘元素在人体内发挥着重要作用，可预防大脖子病。某实验小组从海带中提取碘的工艺流程如图，下列有关说法错误的是(　　 ) A．灼烧时需要用到玻璃棒、酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚和坩埚钳 B．操作①和③均为过滤 C．反应②中离子反应方程式为2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O D．采用减压蒸馏，可以降低萃取剂的沸点，便于I2和CCl4的分离 解析：选B。将海带灼烧得到海带灰，经过溶解、浸泡得到海带灰悬浊液，过滤后得到含碘离子的溶液，向其中加入过氧化氢和稀硫酸，碘离子被氧化为碘单质，得到含碘水溶液，加入CCl4进行萃取，得到碘的CCl4溶液，再经过减压蒸馏得到单质碘。灼烧用到的仪器有：坩埚、坩埚钳、泥三角、三脚架、酒精灯、玻璃棒，A项正确；操作①是过滤得到海带浸取原液，操作③是萃取分液，B项错误；反应②中是加入过氧化氢和稀硫酸，将碘离子氧化为碘单质，反应的离子方程式为2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O，C项正确；减压蒸馏能够降低萃取剂的沸点，便于I2和CCl4的分离，D项正确。 4．空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下： (1)步骤③的离子方程式为 ________________________________________________________________________。 (2)步骤⑤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是__________________。 (3)溴水混合物Ⅱ中溶有一定量的氯气，因此在步骤⑤中可将蒸馏产生的气体通过________________(填试剂名称)溶液，以除去氯气。 (4)步骤⑤的蒸馏过程中，温度应控制在80～90 ℃。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因： ______________________________________________________。 (5)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，理由是 ________________________________________________________________________。 (6)提取溴单质，采用蒸馏“溴水混合物Ⅱ”而不是蒸馏“溴水混合物Ⅰ”的方法，请说明原因： ________________________________________________________________________。 解析：从海水中提取溴，一般要经历浓缩、氧化和提取三个步骤。步骤①氯气是氧化Br－，反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，生成的Br2仍溶解在海水中，根据溴的沸点比水低的性质，可以鼓入热空气(步骤②)使其挥发出来，再用SO2吸收(步骤③)：Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO，从而富集Br－，得到浓度较高的含Br－溶液，进一步氧化(步骤④)，得到Br2，蒸馏可得液溴。 答案：(1)Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO　 (2)分液漏斗 (3)溴化铁(或其他含Br－的盐类物质) (4)温度过高，大量水蒸气被蒸出，溴蒸气中水增加；温度过低，溴不能完全蒸出，提取率低　(5)酸化可抑制Cl2、Br2与水反应 (6)将“溴水混合物Ⅰ”转变为“溴水混合物Ⅱ”是Br2的浓缩过程，可提高效率，减少能耗，降低成本 1．(2018·江苏高考)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 解析：选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．(2023·浙江6月选考)探究卤族元素单质及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是(　　 ) 实验方案 现象 结论 A 往碘的CCl4溶液中加入等体积的浓KI溶液，振荡 分层，下层由紫红色变为浅粉红色，上层呈棕黄色 碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在CCl4中的溶解能力 B 用玻璃棒蘸取次氯酸钠溶液点在pH试纸上 试纸变白 次氯酸钠溶液呈中性 C 向2 mL 0.1 mol·L－1AgNO3溶液中先滴加4滴0.1 mol·L－1 KCl溶液，再滴加4滴0.1 mol·L－1 KI溶液 先产生白色沉淀，再产生黄色沉淀 AgCl转化为AgI，AgI的溶解度小于AgCl的溶解度 D 取两份新制氯水，分别滴加AgNO3溶液和淀粉­KI溶液 前者有白色沉淀，后者溶液变蓝色 氯气与水的反应存在限度 解析：选A。往碘的CCl4溶液中加入等体积的浓KI溶液，振荡，静置，分层，下层由紫红色变为浅粉红色，上层呈棕黄色，说明溶液中发生反应：I－＋I2⇌I，I呈棕黄色，证明碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在CCl4中的溶解能力，故A正确；次氯酸钠溶液具有漂白性，能将pH试纸漂白，应选pH计测定其pH，故B错误；硝酸银过量，均生成沉淀，由操作和现象不能说明AgCl转化为AgI，不能比较AgI和AgCl的溶解度，故C错误；Cl2和HClO均能氧化KI生成碘单质，使溶液变蓝色，故无法证明上述反应存在限度，故D错误。 3．(2021·全国卷甲节选)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： (1)I2的一种制备方法如下图所示： ①加入铁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＝1.5时，氧化产物为________；当＞1.5，I2的收率会降低，原因是 ________________________________________________________________________。 解析：(1) 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中。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＝1.5，Cl2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>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。 答案：(1)①2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－　AgNO3 ②FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2　I2、FeCl3　I2被过量的Cl2进一步氧化 学科网（北京）股份有限公司 $$