20 第1篇 第2部分 第4章 第14讲 卤族元素与海水提取溴和碘(基础课)-【高考DNA解码】2026年高考化学一轮总复习学生用书word

第14讲　卤族元素与海水提取溴和碘(基础课) 　1．了解卤素的相似性和递变性，了解卤素单质及其化合物的特性。　2．掌握卤素离子(Cl－、Br－、I－)的检验方法。　3．了解海水提溴、碘的化工流程及原理。　4．了解沉淀法除去粗盐中的杂质离子。 　卤族元素及卤素离子检验 1．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。 ①都能与大多数金属反应，如2Fe＋3Br22FeBr3，但I2与Fe反应生成____。 ②都能与H2反应生成HX：X2＋H2===2HX(X代表F、Cl、Br、I，下同)。 ③都能与水反应：X2＋H2O⥫⥬_______(F2例外：2F2＋2H2O===4HF＋O2)。 ④都能与冷的碱溶液反应：X2＋2OH－===______________(F2例外)。 (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 水溶性 氧化性 还原性 (X－或HX) 氢卤酸 酸性(HX) (3)卤素及其化合物的特性 氟 ①F2____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，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 碘 ①淀粉遇I2变__色 ②I2加热时易____ 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 2．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 未知液 有机层 (3)氧化——淀粉法检验I－ 未知液 ____溶液，表明有I－ ①F2能与水反应放出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。 ②卤族元素的单质F2、Cl2、Br2均能将Fe氧化为Fe3+，而I2只能将铁氧化为Fe2+。 卤素的相似性与递变性 1．下列有关卤素的说法错误的是(　　) A．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律 B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，还原性依次增强 C．淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝，反应原理用离子方程式表示为4I－＋O2＋2H2O===2I2＋4OH－ D．碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度 2．某小组为了探究卤素的性质，进行了以下实验。 序号 操作 现象 ① 5 mL 0.1 mol·L-1 淀粉-KI溶液中滴加少量新制氯水 溶液变蓝色，不褪色 ② 5 mL 0.1 mol·L-1 NaBr溶液中滴加少量新制氯水和CCl4，振荡，静置 溶液分层，下层呈红棕色 ③ 在新制氯水中，滴加几滴0.1 mol·L-1 淀粉-KI溶液 溶液先变蓝色，后褪色 ④ 在新制氯水中，滴加几滴0.1 mol·L-1 NaBr溶液和CCl4，振荡、静置 溶液分层，下层呈红棕色 ⑤ 取少量③中褪色后溶液分成甲、乙两份。在甲中滴加淀粉溶液；在乙中滴加适量KI溶液 甲中不变色；乙中变蓝色 下列推断正确的是(　　) A．上述实验说明氧化性：Cl2>Br2>I2 B．实验⑤说明氯水氧化了I2 C．实验④说明氯水在任何条件下都不能氧化Br2 D．实验③说明氯水氧化I2生成了HIO3 卤素离子的检验 3．(2025·南阳模拟)下列叙述正确的是(　　) A．能使湿润的淀粉-KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2 B．用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液 C．某溶液加入CCl4，CCl4层显紫红色，证明原溶液中存在I－ D．某浅黄色的溴水，加入CCl4振荡静置后，上层显橙红色 4．(人教版必修第一册内容改编)研究小组在探究卤素离子与硝酸银的反应时，进行了以下实验。 编号 操作 试剂 现象 1 ①KCl溶液 ②稀硝酸酸化的AgNO3溶液 产生白色沉淀 2 ①KCl溶液 ②浓硝酸酸化的AgNO3溶液 产生白色沉淀 3 ①KI溶液 ②稀硝酸酸化的AgNO3溶液 产生黄色沉淀 4 ①KI溶液 ②浓硝酸酸化的AgNO3溶液 产生褐色的浊液 下列说法错误的是(　　) A．实验1和2说明硝酸浓度不影响Cl－的检验 B．实验1和3说明卤素离子(Cl－、Br－、I－)的检验可使用稀硝酸酸化的AgNO3溶液 C．对比实验2和4，说明异常现象的产生与卤素离子种类有关 D．由上述实验推测，Br－的检验不能使用浓硝酸酸化的AgNO3溶液 拟卤素和卤素互化物 5．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在常温下与烧碱溶液反应的化学方程式：____________________________________________________________________。 (2)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____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 6．一氯化碘(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为 ____________________________________________________________________， 该反应是否为氧化还原反应？______(填“是”或“否”)。 　海水中提取溴和碘 1．海水中提取溴 (1)工艺流程 (2)基本步骤及主要反应 2．海水中提取碘 (1)海带中碘元素的检验 主反应离子方程式为______________________________。 (2)海带中碘的提取 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，碘留在烧瓶中。 1．(2025年1月·云南高考适应性考试)开发海水资源对发展海洋新质生产力意义重大。下列说法正确的是(　　) A．海水提溴工艺中可利用SO2和水对溴进行吸收富集 B．电解海水可同时获得氢气、氯气和钠单质 C．所有高分子分离膜淡化海水时仅允许水分子通过 D．工业上常用澄清石灰水和海水为原料制备 2．海带是一种含碘量很高的海藻，从中提取的碘广泛应用于医药、食品和化工。实验室里从海带中提取碘的流程如图，下列有关说法正确的是(　　) A．实验室将干海带置于蒸发皿中灼烧 B．操作a与操作c方法相同 C．操作b中用于提取碘的试剂还可以是乙醇 D．③的离子方程式：＋3H2O===3I2＋6OH－ 海水中提取物质的思路 　沉淀法去除粗盐中的杂质离子(学生必做实验) 1．粗盐的溶解 加速溶解的措施有____、________，玻璃棒的作用是______________。 2．杂质离子去除流程 (1)检验溶液中已沉淀完全的操作为______________________________。 (2)第Ⅱ、Ⅲ步除去的离子是___________________，离子方程式为_______________________________。 (3)BaCl2溶液与Na2CO3溶液的加入顺序能否颠倒？为什么？ _______________________。 (4)加盐酸能否放在过滤前？为什么？ _______________________________________________________。 (5)第Ⅵ步操作需要的仪器是三脚架、______、______、______等。蒸发时玻璃棒作用为__________________。蒸发时，当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用余热蒸干。 (6)每次所加试剂都要略微过量的原因是____________________，证明BaCl2溶液过量的操作为静置，_________________________________，证明已过量。 3．化学分离和提纯物质的原则 不增 提纯过程中______新的杂质 不减 不减少被提纯的物质 易分离 被提纯物质与杂质容易分离 易复原 被提纯物质要易复原 四注意 一是除杂试剂要____；二是过量试剂须______；三是选择的途径要最佳；四是除去多种杂质时要考虑加入试剂的先后顺序 1．检验试剂级Na2CO3中Cl－和是否除尽，选用的试剂及加入的先后顺序是(　　) A．HCl、BaCl2、AgNO3 B．AgNO3、HNO3、Ba(NO3)2 C．HNO3、Ba(NO3)2、AgNO3 D．AgNO3、HCl、BaCl2 2．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。 (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)。 (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_________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 1．(2024·浙江1月卷，T6)为回收利用含I2的CCl4废液，某小组设计方案如下所示，下列说法不正确的是(　　) A．步骤Ⅰ中，加入足量Na2CO3溶液充分反应后，上下两层均为无色 B．步骤Ⅰ中，分液时从分液漏斗下口放出溶液A C．试剂X可用硫酸 D．粗I2可用升华法进一步提纯 (1)溶液A的成分若含I－、，则加入X后发生反应的离子方程式为____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________， 步骤Ⅱ涉及的分离操作为____________________________________________。 (2)含I2的CCl4溶液中，分离I2和CCl4的方法为________________。 2．(2022·广东卷，T4)实验室进行粗盐提纯时，需除去Ca2+、Mg2+和，所用试剂包括BaCl2以及(　　) A．Na2CO3、NaOH、HCl B．Na2CO3、HCl、KOH C．K2CO3、HNO3、NaOH D．Na2CO3、NaOH、HNO3 题中涉及的4种除杂试剂的顺序为______________________________________ ____________________________________________________________________。 3．(2024·河北卷，T15)市售的溴(纯度99%)中含有少量的Cl2和I2，某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理，设计实验制备高纯度的溴。 回答下列问题： (1)装置如图(夹持装置等略)，将市售的溴滴入盛有浓CaBr2溶液的B中，水浴加热至不再有红棕色液体馏出。仪器C的名称为__________________；CaBr2溶液的作用为________________________；D中发生的主要反应的化学方程式为____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (2)将D中溶液转移至________(填仪器名称)中，边加热边向其中滴加酸化的KMnO4溶液至出现红棕色气体，继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成I2的离子方程式为____________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (3)利用图示相同装置，将R和K2Cr2O7固体混合均匀放入B中，D中加入冷的蒸馏水。由A向B中滴加适量浓H2SO4，水浴加热蒸馏。然后将D中的液体分液、干燥、蒸馏，得到高纯度的溴。D中蒸馏水的作用为________________________和________________________。 (4)为保证溴的纯度，步骤(3)中K2Cr2O7固体的用量按理论所需量的计算，若固体R质量为m克(以KBr计)，则需称取________g K2Cr2O7(M＝294 g·mol-1)(用含m的代数式表示)。 (5)本实验所用钾盐试剂均经重结晶的方法纯化。其中趁热过滤的具体操作为漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，转移溶液时用_________________________________ ____________________________________________________________________， 滤液沿烧杯壁流下。 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第14讲　卤族元素与海水提取溴和碘(基础课) 考点一 [必备知识梳理] 1．(1)FeI2　HX＋HXO　X-＋XO-＋H2O　(2)加深　升高　增大　减弱　增强　(3)氧化　深红棕　挥发　橡胶　蓝　升华 2．(1)白色　淡黄色　黄色　(2)Br-　I-　(3)蓝色 [关键能力提升] 1．A　[元素的非金属性强弱与其对应的氢化物溶液的酸性强弱无关，可根据其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱进行比较，A错误。] 2．B　[根据实验①可知物质的氧化性：Cl2>I2，根据实验②可知物质的氧化性：Cl2>Br2，但不能确定Br2、I2的氧化性强弱，A项错误；实验⑤中取③中褪色的溶液分成甲、乙两份，在甲中滴加淀粉溶液不变色，在乙中滴加适量KI溶液变蓝色，说明氯水氧化了I2，B项正确；实验④中氯水过量，下层仍然呈红棕色，说明此条件下氯水不能氧化溴单质，改变条件后可能会被氧化，C项错误；实验③中，氯水可能氧化了I2生成HIO3，也可能是氯水氧化了淀粉，D项错误。] 3．B　[还有很多氧化剂(如HNO3、O3等)能将I-氧化为I2，A项错误；碘单质的CCl4溶液显紫红色，C项错误；CCl4的密度比水大，下层显橙红色，D项错误。] 4．D　[对比实验1和2，实验1酸化时使用的是稀硝酸，实验2使用的是浓硝酸，但二者都产生白色沉淀，故硝酸浓度不影响氯离子的检验，A项正确；稀硝酸酸化的硝酸银溶液分别和Cl-、Br-、I-反应，得到氯化银(白色沉淀)、溴化银(浅黄色沉淀)、碘化银(黄色沉淀)，故可以用稀硝酸酸化的AgNO3溶液检验卤素离子，B项正确；对比实验2和4的试剂可得，异常现象的产生与卤素离子种类有关，C项正确；浓硝酸的氧化性强于溴单质，所以浓硝酸可以把溴离子氧化为溴单质(红棕色)，同时有氮的氧化物产生，故可以用来检测溴离子，D项错误。] 5．(1)(CN)2＋2NaOH===NaCN＋NaCNO＋H2O (2)Cl2＋2I-===I2＋2Cl- 6．(1)HCl、HIO2　(2)ICl＋2OH-===Cl-＋IO-＋H2O　否 考点二 [必备知识梳理] 1．(2)Cl2＋2Br-===Br2＋2Cl-　Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4 2．(1)2I-＋2H+＋H2O2===I2＋2H2O　(2)2I-＋Cl2===I2＋2Cl-　CCl4　蒸馏 [关键能力提升] 1．A　[海水提溴先向苦卤通入Cl2置换出溴单质，再用热空气吹出溴蒸气，用SO2和水吸收溴蒸气，利用SO2和水对溴进行吸收富集，A正确；电解海水可同时获得氢气、氯气和氢氧化钠，B错误；高分子分离膜淡化海水时一般只允许水及一些小分子物质通过，C错误；工业上常用石灰乳和海水为原料制备Mg(OH)2，D错误。] 2．B　[干海带灼烧应在坩埚中进行，A错误；操作a、c均为过滤，B正确；操作b中用于提取碘的试剂必须与水互不相溶，乙醇与水互溶，C错误；③的离子方程式为5I-＋I＋6H+===3I2＋3H2O，D错误。] 考点三 [必备知识梳理] 1．搅拌　适当加热　搅拌，加速溶解 2．(1)静置后，向上层清液中继续滴加BaCl2溶液，无沉淀生成　(2)Mg2+、Ca2+、Ba2+　Mg2+＋2OH-===Mg(OH)2↓，Ca2+＋C===CaCO3↓，Ba2+＋C===BaCO3↓　(3)否，若颠倒Ba2+无法除去　(4)否，若放过滤前，则Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3又溶解引入杂质　(5)蒸发皿　玻璃棒　酒精灯　搅拌，防止溶液溅出　(6)保证杂质离子完全除去　向上层清液中加BaCl2溶液，若无沉淀 3．不引入　过量　易除去 [关键能力提升] 1．C　[检验试剂级Na2CO3中Cl-和S是否除尽，需要用硝酸除去C，防止生成Ag2CO3和BaCO3带来干扰，再加入过量Ba(NO3)2检验并除尽S，最后加入AgNO3检验Cl-。] 2．(1)AgNO3　BaSO4　(2)过滤　引流　(3)使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀　(4)Na2CO3　HNO3　(5)否　若颠倒则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 [高考真题 衍生变式] 1．B　[碳酸钠溶液呈碱性，碘单质在碱性溶液中发生歧化反应生成碘离子和碘酸根离子，则在步骤Ⅰ中，加入足量Na2CO3溶液后紫红色碘单质完全反应，上下两层溶液均为无色，A项正确；CCl4的密度大于水，故分液时应从分液漏斗上口倒出水层(溶液A)，B项错误；步骤Ⅱ的目的是生成粗I2，碘离子和碘酸根离子在酸性环境中会发生归中反应生成碘单质，故试剂X可用硫酸，C项正确；碘单质受热易升华，故实验制得的粗碘可用升华法进一步提纯，D项正确。] 真题变式　(1)5I-＋I＋6H+===3I2＋3H2O　过滤　 (2)蒸馏 2．A　[粗盐提纯时，用NaOH除去Mg2+，用BaCl2除去S，用Na2CO3除去Ca2+及多余的Ba2+，最后用盐酸除去多余的C、OH-，A项正确。] 真题变式　BaCl2—NaOH—Na2CO3—HCl或 NaOH—BaCl2—Na2CO3—HCl或BaCl2—Na2CO3—NaOH—HCl 3．解析：(1)市售的溴中含有少量的Cl2，Cl2可与CaBr2发生氧化还原反应而除去，水浴加热时，Br2、I2蒸发进入D中，分别与K2C2O4发生氧化还原反应：Br2＋K2C2O42KBr＋2CO2↑、I2＋K2C2O42KI＋2CO2↑。 (2)将D中溶液转移至蒸发皿中，边加热边向其中滴加酸化的KMnO4溶液至出现红棕色气体(Br2)，即说明KMnO4已将KI全部氧化，发生反应的离子方程式为2Mn＋10I-＋16H+2Mn2+＋5I2＋8H2O；KBr几乎未被氧化，继续加热将溶液蒸干所得固体R的主要成分为KBr。 (3)密度：Br2>H2O，D中冷的蒸馏水起到液封的作用，同时冷的蒸馏水温度较低，均可减少溴的挥发。 (4)根据转移电子相等可得关系式：6KBr~6e-~K2Cr2O7，则理论上需要K2Cr2O7的物质的量为× mol，实际所需称取K2Cr2O7的质量为× mol××294 g·mol-1≈0.31m g。 (5)趁热过滤的具体操作：漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，转移溶液时用玻璃棒引流，玻璃棒下端靠在三层滤纸处，滤液沿烧杯壁流下。 答案：(1)直形冷凝管　除去市售的溴中少量的Cl2　Br2＋K2C2O42KBr＋2CO2↑　(2)蒸发皿　2Mn＋10I-＋16H+2Mn2+＋5I2＋8H2O　(3)液封　降低温度　 (4)0.31m　(5)玻璃棒引流，玻璃棒下端靠在三层滤纸处 学科网（北京）股份有限公司 $$