2025届高三化学一轮复习 第21讲 卤族元素 溴、碘单质的提取 课件

第四章 金属及其化合物 第21讲 卤族元素 溴、碘单质的提取 1 卤素单质的性质及X- 的检验 第ⅦA族——卤族元素, 有： F、Cl 、 Br、Ⅰ、At、Ts 铁及其化合物 卤素单质的性质及X- 的检验 1. 卤族元素原子结构特点 9F 氟 17Cl 氯 35Br 溴 53I 碘 85At 砹 117Ts 放射性元素 相似性：最外层都是7个电子 都易得1e-, 表现强非金属性 核电荷数递增 递变性：电子层数递增 原子半径增大 得 e- 能力逐渐减弱, 非金属性逐渐减弱 元素的非金属性：F > Cl > Br > I 单质的氧化性：F2 > Cl2 > Br2 > I2 离子的还原性：F- < Cl- < Br- < I- 铁及其化合物 卤素单质的性质及X- 的检验 2. 卤素的性质 (1)卤素单质的相似性 卤素原子核外最外层电子数均为7，易得到电子，表现非金属性。 FeI2 ②都能与H2反应生成HX： ④都能与碱溶液反应：X2＋2OH－===________________(F2例外) X2＋H2O HX＋HXO X－＋XO－＋H2O ③都能与水反应： X2＋H2===2HX (X代表F、Cl、Br、I) (F2例外：2F2＋2H2O===4HF＋O2) F2与H2在冷暗处混合就会发生爆炸; Cl2与H2在光照条件下发生爆炸; Br2与H2在加热条件下缓慢进行; I2在更高温度下才能缓慢反应。 铁及其化合物 卤素单质的性质及X- 的检验 2. 卤素的性质 (1)卤素单质的相似性 卤素原子核外最外层电子数均为7，易得到电子，表现非金属性。 氧化性 反应方程式 说明 与某些还原性的物质, 如: Fe2+、S2-、S、SO2等反应 卤素单质和硫化钠(或H2S)反应: X2 +Na2S 2NaX+S↓ 卤素单质的水溶液与SO2反应: X2+SO2+2H2O 4H++2X-+S 卤素单质的水溶液与S反应: X2+S+H2O 2H++2X-+S F2除外; 氯气、溴单质能氧化Fe2+,碘单质不能氧化Fe2+ 铁及其化合物 卤素单质的性质及X- 的检验 2. 卤素的性质 (2)卤素的递变性 卤素(F→I)的电子层依次增多，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱。 颜色 常态，熔、沸点 密度 升高 加深 增大 I2 F2 铁及其化合物 卤素单质的性质及X- 的检验 了解：溴和碘在不同溶剂中所生成溶液的颜色变化 碘酒就是碘的 溶液，呈 色。 酒精 褐 单质 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 铁及其化合物 卤素单质的性质及X- 的检验 2. 卤素的性质 (2)卤素的递变性 卤素(F→I)的电子层依次增多，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱。 水溶性 氧化性 还原性(X－或HX) 减弱 增强 在水中溶解度不大，易溶于有机溶剂 说明: I2在水中微溶,一般碘水中会加少量I- I2 + I- I3- 加I-的目的:促进平衡右移，增大I2的溶解度 铁及其化合物 卤素单质的性质及X- 的检验 3. 卤素及其化合物的特性 氟 ①无正价，非金属性最强，F2____性最强，F－的还原性最弱 ②与H2反应在暗处即爆炸，F2与盐溶液反应时，F2先与H2O反应 ③HF是弱酸, 能腐蚀玻璃，故应保存在铅制器皿或塑料瓶中；有毒 溴 ①Br2是______色液体，是唯一的液态非金属单质，易____。盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴时不能用____塞 ②Br2易溶于有机溶剂，CCl4、汽油可作Br2的萃取剂 ③AgBr具有感光性，见光易分解，可用于制照相底片或感光纸 氧化 深红棕 挥发 橡胶 实验室里常用萤石(CaF2)与浓H2SO4反应在铅皿中制取HF，反应的化学方程式为CaF2＋H2SO4 CaSO4＋2HF↑ 铁及其化合物 卤素单质的性质及X- 的检验 3. 卤素及其化合物的特性 碘 ①I2遇淀粉变___色,该特性常用于检验I2。 ②I2加热时易_____,该特性常用于分离I2。 ③I2易溶于有机溶剂 ④食用盐中加入KIO3可用于补碘，防治甲状腺肿大 ⑤AgI具有感光性，见光易分解，可用于人工降雨 ④I2易与Na2S2O3反应：I2＋2S2O32-===2I－＋S4O62-，此反应常用于滴定法(以淀粉为指示剂)来定量测定碘的含量 蓝 升华 铁及其化合物 卤素单质的性质及X- 的检验 3. 卤素及其化合物的特性 化合物 性质 备注 氢化物 稳定性:HF>HCl>HBr>HI 还原性:HF<HCl<HBr<HI 水溶液的酸性:HF<HCl<HBr<HI HF几乎没有还原性; HF为弱酸, HCl、HBr、HI均为强酸 金属卤 化物 卤离子的还原性:F-<Cl-<Br-<I- I-的还原性很强, 能被Fe3+、HNO3、Mn(H+)、H2O2、O2、ClO-、Cl等氧化剂氧化 铁及其化合物 卤素单质的性质及X- 的检验 化合物 性质 备注 次卤酸盐 (XO-、F除外) 均具有 氧化性 次卤酸盐能氧化相应的卤离子生成卤素单质(F除外): 如ClO-+Cl-+2H+ Cl2↑+H2O 卤酸盐 (X、F除外) 均具有 氧化性 卤酸盐能氧化相应的卤离子生成卤素单质(F除外): 如Cl+5Cl-+6H+ 3Cl2↑+3H2O 3. 卤素及其化合物的特性 铁及其化合物 卤素单质的性质及X- 的检验 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 3. 卤素及其化合物的特性 卤化银 铁及其化合物 卤素单质的性质及X- 的检验 4. 卤素互化物、拟卤素 ① 卤素互化物 (1)概念：由两种卤素互相结合而成的物质叫卤素互化物。如IBr、ICl、BrF3、ClF3。 (2)性质：卤素互化物与卤素单质的性质相似，有较强的氧化性，如能与金属、H2O、NaOH等反应：2IBr＋2Mg=MgBr2＋MgI2。 注意：卤素互化物中，非金属性弱的元素显正价，如：ICl中，I显＋1价，Cl显－1价，所以卤素互化物与水或碱的反应一般属于非氧化还原反应： IBr＋H2O=HBr＋HIO IBr＋2NaOH=NaBr＋NaIO＋H2O 铁及其化合物 卤素单质的性质及X- 的检验 4. 卤素互化物、拟卤素 ② 拟卤素 有些多原子分子与卤素单质性质相似，其阴离子与卤素阴离子性质相似。如：氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2。 解答这类题目时可用换元法，如把(SCN)2当作X2，把SCN－当作X－。 卤素单质和 “类卤素” 的氧化性由强到弱的顺序为：F2、(OCN)2、Cl2、Br2、(CN)2、(SCN)2、I2 铁及其化合物 卤素单质的性质及X- 的检验 5.卤素离子的检验方法 (1)AgNO3溶液——沉淀法 白色 淡黄色 黄色 铁及其化合物 5.卤素离子的检验方法 Br－ I－ 蓝色 卤素单质的性质及X- 的检验 铁及其化合物 题型突破 [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 ②④⑤ 铁及其化合物 易错辨析 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(　　) × × × √ √ × × 铁及其化合物 专项突破 1.为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。 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中溶液由黄色变为橙色时,关闭活塞a。 Ⅳ.…… 铁及其化合物 专项突破 1.为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。 (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　　　　　　　　　　　　。  淀粉-KI试纸变蓝　 Cl2+2Br- == Br2+2Cl-　 铁及其化合物 专项突破 1.为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。 (4)为验证溴的氧化性强于碘的,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。  确认C的黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰　 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层溶液变为紫红色　 原子半径逐渐增大 铁及其化合物 专项突破 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___________________。 二、拟卤素和卤素互化物的结构与性质 (CN)2＋2NaOH===NaCN＋NaCNO＋H2O 2I－＋Cl2===I2＋2Cl－ 铁及其化合物 专项突破 二、拟卤素和卤素互化物的结构与性质 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_____________________________，该反应是否是氧化还原反应？____(填“是”或“否”)。 HCl、HIO2 ICl＋2OH－===Cl－＋IO－＋H2O 否 铁及其化合物 1. 氯的提取——氯碱工业 从海水资源中提取卤素单质 电解饱和食盐水的方程： 2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 铁及其化合物 ①原理： 从海水资源中提取卤素单质 铁及其化合物 ②路线： 从海水资源中提取卤素单质 铁及其化合物 2. 从海水中提取溴的方法 (1)工艺流程 从海水资源中提取卤素单质 铁及其化合物 2.从海水中提取溴的方法 (2)基本步骤及主要反应 Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－ Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4 从海水资源中提取卤素单质 2HBr＋Cl2=2HCl＋Br2 铁及其化合物 3.从海植物中提取碘 (1)海带中碘元素的检验 2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O 主反应离子方程式为________________________________。 从海水资源中提取卤素单质 坩埚 铁及其化合物 3.从海植物中提取碘 ①化学原理(离子方程式)为__________________________。 ②主要的物理原理：单质碘用______或苯萃取，分液后用____法将碘与有机溶剂分离。 2I－＋Cl2===I2＋2Cl－ (2)海带中碘的提取 CCl4 蒸馏 从海水资源中提取卤素单质 或H2O2 铁及其化合物 知识精囊 解答海水的工艺流程题目的关键点 (1)在过程中往往用到结晶、过滤、萃取、分液、蒸馏等实验操作，注意碘水或溴水中I2、Br2的提取可先加CCl4萃取分液，再蒸馏获取。 (2)从海水中提取氯化镁的工艺流程中，沉淀池中加入的是石灰乳而 不是石灰水。 (3)从海水中提取氯化镁的工艺流程中，MgCl2·6H2O脱水制取无水MgCl2是在HCl的气流中加热氯化镁晶体，以防MgCl2发生水解而得到Mg(OH)2。 (4)遵循绿色化学的思想，使用无污染的物质、减少或不排放污染物、 物质的循环使用。 铁及其化合物 易错辨析 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－(　　) √ × × 铁及其化合物 专项突破 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 一、溴、碘单质提取中的仪器、装置及操作判断 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   √ 氧化滤液中的I－用不到容量瓶，故选C。 铁及其化合物 专项突破 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 铁及其化合物 专项突破 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 √ 铁及其化合物 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试剂可为Na2SO3饱和溶液 B．步骤Ⅲ的离子方程式：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2 C．工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2 44.8 L(标准状况下) D．步骤Ⅳ包含萃取、分液和过滤 D 专项突破 铁及其化合物 专项突破 4.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”)。 2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O 下口放出 铁及其化合物 专项突破 (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________。 3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O 过滤 铁及其化合物 真题演练 明确考向 真题演练 明确考向 铁及其化合物 真题演练 明确考向 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 √ 铁及其化合物 真题演练 明确考向 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 √ 铁及其化合物 真题演练 明确考向 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。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。 2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－ AgNO3 铁及其化合物 真题演练 明确考向 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_______________ _________； FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2 若反应物用量比 ＝1.5时，氧化产物为______________；当 ＞1.5后，单质碘的收率会降低，原因是__________________________。 I2、FeCl3 I2被过量的Cl2进一步氧化 铁及其化合物 题型突破 1. 海水开发利用的部分过程如图所示。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 C 铁及其化合物 题型突破 2. 为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如图实验方案，下列说法正确的是 (　　) A．①中反应的离子方程式：2I－＋H2O2===I2＋2OH－ B．②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗下口放出 C．③中得到的上层溶液中含有I－ D．操作Z的名称是加热 BC 铁及其化合物 题型突破 3.下列能够检验出KI中是否含有Br－的实验是(　　) A.加入足量新制氯水，溶液变色，则含有Br－ B.加入酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色是否褪去 C.加入少量碘水，再加入CCl4振荡，有机层有色，则含有Br－ D.加入足量FeCl3溶液，用CCl4萃取后，取水层并加入足量新制氯水，溶液呈橙色，则含有Br－ D 铁及其化合物 题型突破 4. 现有NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物，选择适当的试剂除去杂质，从而得到纯净的NaNO3晶体，相应的实验流程如图所示。 铁及其化合物 题型突破 (1)写出实验流程中下列物质的化学式：试剂X________，沉淀A________。 (2)上述实验流程中①②③步均要进行的实验操作是________(填操作名称)，该过程中玻璃棒的作用是________。 (3)上述实验流程中加入过量Na2CO3溶液的目的是_____________。 (4)按此实验方案得到的溶液3中肯定含有________(填化学式)杂质。为了解决这个问题，可以向溶液3中加入适量的________(填化学式)。 AgNO3　BaSO4 过滤 引流 使溶液中的Ag＋、Ba2＋完全沉淀 Na2CO3　HNO3 铁及其化合物 题型突破 (5)流程中②③步中加的X溶液与Na2CO3溶液是否可以颠倒？_____ (填“是”或“否”)理由是________________________。 (6)证明①步沉淀完全的操作是__________________________。 (7)沉淀洗涤的操作是_______________________________。 [答案] (5)否　若颠倒Ag＋无法除尽 (6)静置，取上层清液向其中加入BaCl2溶液，无沉淀生成，则证明沉淀完全　 (7)向漏斗注入蒸馏水至没过沉淀，待水自然滤出，重复2～3次 铁及其化合物 ①都能与大多数金属反应(它甚至可与惰性气体反应)，如2Fe＋3X22FeX3，但I2与Fe反应生成______。 (2)置换——萃取法 未知液 有机层 (3)氧化——淀粉法检验I－ 未知液____溶液，表明有I－ 粗盐中杂质离子(Ca2＋、Mg2＋、SO)的除杂方法 粗盐中杂质离子(Ca2＋、Mg2＋、SO)的除杂方法 5I－＋IO＋6H＋===3I2↓＋3H2O $$