2025届高三化学二轮复习 讲义　卤族元素和其单质的制取

卤族元素和其单质的制取 复习目标　1.掌握卤素的性质及Cl－、Br－、I－的检验。2.掌握溴、碘单质的提取。3.结合实例认识卤素及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化。 知识点一　卤素的性质　卤素离子的检验 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.卤族元素 卤族元素又称卤素，位于元素周期表的第ⅦA族，价层电子排布式为___________________________________________。 2.溴、碘单质物理性质的比较 性质 Br2 I2 颜色 ________色 ________色 状态 液体 溶解性 ①在水中溶解度不大；②易溶于有机溶剂 特性 易________、有毒 ①易________； ②使淀粉溶液______________ 3.氯、溴、碘单质化学性质的比较 与水反应 X2＋H2O___________________________ 氯、溴、碘与水反应由________到________ 与碱(如NaOH)反应 2NaOH＋X2===__________________________________ 氧化性 ①Cl2______Br2______I2，还原性：Cl－______Br－______I－； ②氯、溴、碘与氢气化合由________到________ 　 (1)卤族元素的单质Cl2、Br2均能将Fe氧化为____________，而I2只能将铁氧化为________。 (2)卤素氢化物的两大性质 ①酸性：HF是________酸，HCl、HBr、HI是________酸。 ②沸点：HCl________HBr________HI，氟化氢沸点________HI。 (3)砹(At)是原子序数最大的卤族元素，推测砹或砹的化合物可能具有的性质是________。 ①HAt很稳定　②At2易溶于某些有机溶剂 ③AgAt不溶于水　④At2是有色固体 4.氟的特殊性 (1)氟无正化合价。 (2)F2能与水反应放出O2，化学方程式：2H2O＋2F2===4HF＋O2。 (3)在HX中，HF的熔、沸点最高，氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃。 5.卤素离子的检验 (1)AgNO3溶液——沉淀法 未知液 生成 (2)置换——萃取法 无色未知液 有机层呈 (3)氧化——淀粉法检验I－ 无色未知液 ________色溶液，表明有I－ 　 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 (一)卤族元素的性质 1. (2023·南通二模)周期表中ⅦA元素及其化合物应用广泛。下列物质性质与用途具有对应关系的是(　　) A.I2易升华，可用于检验淀粉的存在 B.漂白粉具有强氧化性，可用于消毒杀菌 C.液溴呈红棕色，可用于与苯反应制备溴苯 D.浓硫酸具有脱水性，可用于与CaF2反应制HF 2.如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图，下列说法错误的是(　　) A.单质①是最活泼的非金属单质 B.单质②能使品红溶液褪色 C.单质④能使淀粉溶液变蓝 D.单质的氧化性：④>③>②>① (二)拟卤素和卤素互化物的结构与性质 3.桔红色液体氯化溴(BrCl)属于卤素互化物，性质与卤素相似，下列推测不合理的是(　　) A.常温下，在四氯化碳中的溶解度BrCl比Br2小 B.BrCl的氧化性比ICl强 C.BrCl可与Mg反应生成MgBr2、MgCl2 D.苯酚可与BrCl反应主要生成三氯苯酚和溴化氢 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 ___________________________________________。 (三)卤素性质的实验探究 5.某小组用如图所示装置比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱(夹持仪器已略去，气密性已检查)。 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中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。 Ⅳ.…… (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___________________________________________。 (4)为验证溴的氧化性强于碘，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。 知识点二　从海水资源中提取卤素单质 1.氯的提取——氯碱工业 (1)制取流程 海水―→粗盐饱和食盐水 (2)发生反应的化学方程式为_____________________________________。 2.海水中提溴 (1)工艺流程 (2)基本步骤及主要反应 ①浓缩：海水晒盐和海水淡化的过程中含Br－的溶液得到浓缩。 ②氧化：向浓缩的海水中通入Cl2，将Br－氧化为Br2，反应的离子方程式为____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 ③吹出：利用溴的挥发性，通入热空气或水蒸气，将生成的溴吹出。 ④吸收：吹出的溴蒸气用SO2吸收，使溴转化为HBr，反应的化学方程式为____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 ⑤蒸馏：再用Cl2将HBr氧化为溴后蒸馏分离。 3.海带中提碘 (1)工艺流程 (2)发生反应的离子方程式：____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 　 (1)人类可以从海水中获得淡水，以解决水资源危机。海水淡化的方法主要有蒸馏法、___________________________________________、 ________等。实验室模拟蒸馏法淡化海水时，加热________(仪器名称)，应向该仪器中加入沸石，目的是________。 (2) 灼烧海带时，应将海带放入________(填仪器名称)中灼烧。 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(　　) 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 2.从淡化海水中提取溴的流程如下： →…Ⅳ→ 下列有关说法不正确的是(　　) A.X试剂可用Na2SO3饱和溶液 B.步骤Ⅲ的离子反应：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2 C.工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2 44.8 L D.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏 3.(2023·烟台期末)碘是人体不可缺少的微量元素，采用离子交换法从卤水(富含I－)中提取碘的工艺流程如下。下列说法错误的是(　　) A.“氧化1”的主要离子方程式为2I－＋Cl2===2Cl－＋I2 B.离子交换树脂的作用是富集碘元素 C.理论上参加反应的n(Cl2)∶n(Na2SO3)＝1∶1 D.“吹碘”鼓入热空气是利用了I2易升华的性质 1.(2021·江苏卷)通过下列实验可从I2的CCl4溶液中回收I2。 下列说法正确的是(　　) A.NaOH溶液与I2反应的离子方程式：I2＋2OH－===I－＋IO＋H2O B.通过过滤可将水溶液与CCl4分离 C.向加酸后的上层清液中滴加AgNO3溶液生成AgI沉淀，1个AgI晶胞(如图)中含14个I－ D.回收的粗碘可通过升华进行纯化 2.(2022·辽宁卷)镀锌铁钉放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出铁钉后加入少量漂白粉，溶液恢复棕色；加入CCl4，振荡，静置，液体分层。下列说法正确的是(　　) A.褪色原因为I2被Fe还原 B.液体分层后，上层呈紫红色 C.镀锌铁钉比镀锡铁钉更易生锈 D.溶液恢复棕色的原因为I－被氧化 3.(2023·辽宁卷)某小组进行实验，向10 mL蒸馏水中加入0.4 g I2，充分振荡，溶液呈浅棕色，再加入0.2 g锌粒，溶液颜色加深；最终紫黑色晶体消失，溶液褪色。已知I(aq)为棕色，下列关于颜色变化的解释错误的是(　　) 选项 颜色变化 解释 A 溶液呈浅棕色 I2在水中溶解度较小 B 溶液颜色加深 发生了反应：I2＋I－I C 紫黑色晶体消失 I2(aq)的消耗使溶解平衡I2(s)I2(aq)右移 D 溶液褪色 Zn与有色物质发生了置换反应 4.(2021·全国甲卷节选)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： I2的一种制备方法如下图所示： 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。 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n(Cl2)/n(FeI2)＝1.5时，氧化产物为________；当n(Cl2)/n(FeI2)>1.5后，单质碘的收率会降低，原因是______________________________________。 卤族元素和其单质的制取 知识点一 自主梳理 1.ns2np5 2.深红棕　紫黑　固体　挥发　升华　变蓝 3.HX＋HXO　易　难　NaX＋NaXO＋H2O　＞　＞　＜　＜　易　难 5.(1)白　浅黄　黄　(2)Br-　I-　蓝 微思考 1.(1)Fe3＋　Fe2＋ (2)①弱　强　②<　<　高于 (3)②③④ 2.②④⑤ 对点练通 1.B　[A.碘单质遇淀粉变蓝色，因此可用于检验淀粉，与升华无关，故A错误；B.漂白粉具有强氧化性，可使蛋白质变性，因此可用于杀菌消毒，故B正确；C.液溴在催化剂作用下能与苯发生取代反应生成溴苯，与其颜色无关，故C错误；D.浓硫酸与CaF2反应生成HF，利用的是难挥发性酸制备易挥发性酸，与脱水性无关，故D错误。] 2.D　[从F2→I2，相对分子质量逐渐增大，沸点也逐渐升高，故①为F2，②为Cl2，③为Br2，④为I2。F2是最活泼的非金属单质；单质的氧化性：①>②>③>④，D项错误。] 3.D　[A.Br2为非极性分子，四氯化碳也是非极性分子，而BrCl为极性分子，根据相似相溶原理，常温下，在四氯化碳中的溶解度BrCl比Br2小，A正确；B.BrCl和ICl中Br、I均为＋1价，Br比I更难失电子，则Br＋比I＋更易得电子，因此BrCl的氧化性强于ICl，B正确；C.BrCl的性质与卤素类似，Br2、Cl2可与Mg反应生成MgBr2和MgCl2，则BrCl可与Mg反应生成MgBr2和MgCl2，C正确；D.苯酚与BrCl反应生成三溴苯酚和HCl，D错误。] 4.(1)∶N⋮⋮C∶C⋮⋮N∶ (2)(CN)2＋2NaOH===NaCN＋NaCNO＋H2O (3)2I-＋Cl2===I2＋2Cl- 5.(1) 　(2)湿润的淀粉KI试纸变蓝　(3)Cl2＋2Br-===Br2＋2Cl-　(4)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层变为紫红色　(5)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰　(6)原子半径逐渐增大 解析　A中滴加浓盐酸后，发生反应：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，生成黄绿色气体Cl2，在A、B、C中分别发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2、Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2、Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色，打开活塞b，C中生成的Br2在D中发生反应：Br2＋2KI===2KBr＋I2。实验过程Ⅲ，当B中黄色溶液继续通入过量Cl2时，溶液变为红棕色，以此为对照，说明C中黄色溶液无Cl2，从而排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。 知识点二 自主梳理 1.(1)Cl2　H2、NaOH　(2)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2.(2)②Cl2＋2Br-===Br2＋2Cl-　④Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4 3.(2)2I-＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O 微思考 (1)电渗析法　离子交换法　蒸馏烧瓶　防止暴沸 (2)坩埚 对点练通 1.C　[氧化滤液中的I-用不到容量瓶，故选C。] 2.C　[X试剂的作用是吸收溴单质，转化为Br-，SO＋Br2＋H2O===SO＋2Br-＋2H＋，A正确；C中没有明确标准状况，无法计算出消耗Cl2的体积，C不正确；D中Cl2＋2Br-===Br2＋2Cl-，先萃取出Br2，然后分液，再用蒸馏方法分离萃取剂和溴，D正确。] 3.A　[卤水中的碘离子在硫酸酸性条件下，被氯气氧化成I，用交换树脂吸附后，用亚硫酸钠将I还原成碘离子，然后树脂在氯化钠和HCl通入后再次发生离子交换，将碘离子转移到水溶液中，溶液中碘离子被加入的氯酸钾氧化成碘单质，最后用热空气吹出，得到碘单质，据此分析解答。A.“氧化1”中生成I，氯气被还原成氯离子，根据化合价升降总数相等配平反应，其反应的离子方程式为2nI-＋(n-1)Cl2===2I＋2(n-1)Cl-，A错误；B.据分析，离子交换树脂的作用是富集碘元素，B正确；C.“氧化1”中2nI-＋(n-1)Cl2===2I＋2(n-1)Cl-，碘离子转变为I，氯气被还原成氯离子，氯元素化合价从0价降低到-1价，亚硫酸钠又将I还原成碘离子，硫元素从＋4价升高到＋6价，则存在关系式Cl2～2e-～Na2SO3，故理论上参加反应的n(Cl2)∶n(Na2SO3)＝1∶1，C正确；D.“吹碘”中通入热空气，使碘成为气体从溶液中逸出，则“吹碘”鼓入热空气是利用了I2易升华的性质，D正确。] 集训真题　走进高考 1.D　[A.选项所给离子方程式元素不守恒，正确离子方程式为3I2＋6OH-===5I-＋IO＋3H2O，A错误；B.水溶液与CCl4不互溶，二者应分液分离，B错误；C.根据均摊法，该晶胞中所含I-的个数为8×＋6×＝4，C错误；D.碘易升华，回收的粗碘可通过升华进行纯化，D正确。] 2.D　[A.Zn比Fe活泼，更容易失去电子，还原性更强，先与I2发生氧化还原反应，故溶液褪色原因为I2被Zn还原，A项错误；B.液体分层后，I2在CCl4层，CCl4的密度比水大，则下层呈紫红色，B项错误；C.若镀层金属活泼性大于Fe，则Fe不易生锈，反之，若Fe活泼性大于镀层金属，则Fe更易生锈，由于活泼性：Zn>Fe>Sn，则镀锡铁钉更易生锈，C项错误；D.漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2，其具有强氧化性，可将I-氧化，D项正确。] 3.D　[A.向10 mL蒸馏水中加入0.4 g I2，充分振荡，溶液呈浅棕色，说明I2的浓度较小，因为I2在水中溶解度较小，A项正确；B.已知I(aq)为棕色，加入0.2 g锌粒后，Zn与I2反应生成ZnI2，生成的I-与I2发生反应I-＋I2I，生成I使溶液颜色加深，B项正确；C.I2在水中存在溶解平衡I2(s)I2(aq)，Zn与I2反应生成的I-与I2(aq)反应生成I，I2(aq)浓度减小，上述溶解平衡向右移动，紫黑色晶体消失，C项正确；D.最终溶液褪色是Zn与有色物质发生了化合反应，不是置换反应，D项错误。] 4.①2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I-　AgNO3 ②FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2 　I2、FeCl3　I2被进一步氧化 解析　①由流程分析可知，加入Fe粉进行转化反应的离子方程式是2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I-；生成的沉淀为Ag，Ag与HNO3反应生成AgNO3，AgNO3可以循环使用。②由于还原性：I->Fe2＋，故通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，该产物应是I2，此时反应的化学方程式是FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2；若＝1.5，正好将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的化学方程式是2FeI2＋3Cl2===2FeCl3＋2I2；当＞1.5后，单质I2的收率会降低，说明Cl2可以进一步将I2氧化为高价态的碘的化合物。 学科网（北京）股份有限公司 $$