第15讲 卤族元素、海水资源的开发与利用 课件-2027届高三化学一轮复习

最适合真实课堂教学的课件！ 简洁、启智！ 1.7.2013 ‹#› 第15讲 卤族元素、海水资源的开发与利用 1. 卤族元素包括 、 、 、 等。 氟(F) 氯(Cl) 溴(Br) 碘(I) 卤族元素 ⅦA ns2np5 2. 卤族元素位于元素周期表的第_______族，其基态原子的价电子排布为 。 3. 卤族元素的原子最外层都有 个电子，都易 电子，表现出强 性。 7 得到 非金属（氧化） 4. 卤族元素性质的递变性。 （1）卤族元素，随着核电荷数增加，电子层数逐渐 ，原子半径逐渐 ，得电子能力逐渐 ，元素的非金属性 ，单质的氧化性 ，阴离子的还原性 。 增加 增大 减弱 逐渐减弱 逐渐减弱 逐渐增强 （2）从 F2 到 I2，颜色逐渐 ，熔、沸点逐渐_____，密度逐渐_____。 升高 增大 加深 F2 Br2 I2 Cl2 浅黄绿色 深红棕色 黄绿色 紫黑色 【思考】从 F2 到 I2，熔、沸点逐渐升高的原因是 . 。 从 F2 到 I2，单质的相对分子质量逐渐变大，范德华力逐渐变大，熔、沸点逐渐升高 一、溴、碘单质的物理性质 性质 颜色 状态 溶解性及 溶液颜色 水中 有机溶剂中 特性 卤族元素 深红棕色 紫黑色 液体 固体 溶解度不大，橙色 溶解度不大，黄色 易溶，橙红色 易溶，紫红色 易挥发、有毒 ①易升华 ②使淀粉溶液变蓝 1. 卤素单质与金属单质的反应 F2 > Cl2 > H2SO4>Br2 > Fe3+ > I2 (X=F、Cl、Br) 二、卤素单质的化学性质 【练】分别写出F2、Cl2、Br2、I2与铁反应的化学方程式。 3X2+2Fe 2FeX3 ===== Δ I2 +Fe FeI2 ===== Δ 【思考】F2、Cl2、Br2、I2、 Fe3+ 、H2SO4(浓)氧化性由强到弱顺序为 。 F2＋H2 = 2HF Cl2＋H2 2HCl 点燃或光照 [冷暗处，极易爆炸] [持续加热，反应可逆] 2. 卤素单质与氢气的反应 【练】对HF 、 HCl 、 HBr 、 HI进行比较： （1）酸性由弱到强为 。 HF < HCl < HBr < HI HF(弱酸) < HCl < HBr < HI HCl < HBr < HI < HF 反应越来越难 【练】分别写出F2、Cl2、Br2、I2与H2反应的化学方程式。 Br2＋H2 2HBr ===== Δ I2＋H2 2HI Δ （2）还原性由弱到强为 。 （3）熔沸点由低到高为 。 （4）稳定性性由强到弱为 。 HF > HCl > HBr > HI 7 2F2+2H2O===== 4HF+O2 3. 卤素与水反应 (弱) (极弱) (很弱) (很剧烈) 【练】I2在水中微溶，配制较浓碘水时，一般碘水中会加少量KI ，发生反应的离子方程式为 ，加I－的目的是 。 促进平衡向右移，增大I2的溶解度 反应越来越难 F2的特殊性 【练】分别写出F2、Cl2、Br2、I2与H2O反应的化学方程式。 Cl2 + H2O HCl+HClO Br2+ H2O HBr+HBrO I2 +H2O HI+HIO 通式：X2 + H2O HX + HXO (X：Cl、Br、I) I2 + I－ I3－ 【思考1】写出IBr和H2O反应的化学方程式。 不是 IBr + H2O = HIO + HBr 此反应是氧化还原反应吗？ 4. 卤素单质与碱反应 X2 + 2NaOH = NaX + NaXO + H2O (X=Cl、Br、I) 【练】加热条件下，写出Cl2与NaOH反应的化学方程式。 【练】分别写出Cl2、Br2、I2与NaOH反应的化学方程式。 3Cl2 + 6NaOH 5NaCl + NaClO3 + 3H2O ===== Δ IBr+ 2NaOH = NaIO+ NaBr +H2O 【思考】 写出IBr与NaOH溶液反应的方程式。 5. 卤素间的置换反应 【思考1】将F2通入稀盐酸中，能否产生Cl2？ 不能。F2与水剧烈反应，故F2不能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置换出来。 Cl2 + 2KI =I2 + 2KCl Cl2+ 2KBr = 2KCl + Br2 Br2+ 2KI = 2KBr + I2 怎样进一步通过实验证明Br2置换了I2？ 加入CCl4，振荡， CCl4层呈紫红色 加入淀粉，溶液呈蓝色 写出下列反应化学方程式。 ①氯水与KBr溶液混合 ②氯水与KI溶液混合 ③溴水与KI溶液混合 溶液由无色变为橙黄色 溶液由无色变为棕黄色 溶液由无色变为棕黄色 卤素单质及其化合物的特性 一、氟气（化学式为 ） F元素化合价为 价，F （填“有”或“无”，下同）正价和 含氧酸。 在所有非金属元素中，F元素的非金属性 ，电负性 。 F2 最强 -1 无 最大 HF常温下为 态，HF是 （填“强”或“弱”）酸，有毒。 弱 液 【思考】标况下，看似气体，实际上不是气体的物质有 。 HF、NO2、SO3、CH3Cl 5. HF不能保存在玻璃瓶中，原因是 。 6. AgF 溶于水。 塑料瓶 4. 氢氟酸应保存在 中。 SiO2+4HF=2H2O+SiF4↑ 易 无 2. 溴单质 挥发。 二、溴单质(化学式为 ） 1. Br2是 色 体(Br2是常温下唯一呈 态非金属单质) 卤素单质及其化合物的特性 Br2 深红棕 液 液 易 加水液封，保存在玻璃试剂瓶中，使用玻璃塞。 4. 保存溴单质时能否使用橡胶塞？为什么？ 3. 如何保存溴单质？ 不能。橡胶中含有双键能与溴单质发生反应。 5. 溴单质在水中溶解度大还是在有机溶剂中溶解度大？为什么？ 在有机溶剂中溶解度大。溴单质是非极性分子，有机溶剂的极性比水的极性小，依据相似相容原理，溴单质在有机溶剂中溶解度大。 三、碘单质（化学式为 ） (用于鉴定I2的存在) 1. I2是 色 体，碘的蒸气呈 色。 卤素单质及其化合物的特性 I2 紫黑 固 紫 2. I2的检验方法是 。 3. I2 溶于有机溶剂。 4. 碘单质 升华。利用此性质可分离碘单质和其他固体。 向待检验物质中加入淀粉，变为蓝色，证明有I2 易 易 KIO3 5. 食盐中加入碘可防治甲状腺肿大，这里的碘是 。 KI溶液在空气中变质的离子方程式为 。 KI溶液在酸性环境下遇空气变质的离子方程式为 。 4I－＋O2＋2H2O===== 4OH－＋2I2 4I－＋O2＋4H＋ ===== 2I2＋2H₂O 未知液 白色沉淀 淡黄色沉淀 黄色沉淀 卤素离子的检验方法 方法一：沉淀法 稀硝酸的作用是 。 防止Ag2CO3的干扰 白色 滴加 溶液和 . AgNO3 稀硝酸 ——AgNO3溶液 Cl－ Br－ I－ 紫色、浅紫色或紫红色 红棕色或橙红色 未知液 方法二：萃取法 Br－ I－ ①加适量新制饱和氯水，振荡 ②加入CCl4(下层)或汽油(上层)，振荡 有机层 卤素离子的检验方法 方法三：氧化法——淀粉法检验I－ 未知液 ①加适量新制饱和氯水(H2O2)，振荡 色溶液 蓝 卤素离子的检验方法 ②淀粉溶液，振荡 I－ 海水资源的利用 海水资源的利用 一、氯的提取 【思考】利用海水如何获得Cl2 ？ 海水 工艺流程： 粗盐 精盐 饱和食盐水 电解 阳极产物 . 阴极产物 . Cl2 H2、NaOH 发生反应的化学方程式： 。 2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ =========== 电解 海水资源的利用 二、溴的提取 （热空气吹出法） 海水 提取 粗盐 苦卤 H2SO4酸化 ①通入Cl2 含Br2 的海水 热空气和水蒸气 吹出 含Br2 的空气 ②SO2 吸收 含HBr 的溶液 ③Cl2 氧化 溴水 混合物 蒸馏 溴蒸汽 液溴 冷凝分离 粗溴水 Br- (2)发生反应的化学方程式 ① ； ② ； ③ 。 2NaBr＋Cl2=Br2＋2NaCl Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4 2HBr＋Cl2=2HCl＋Br2 浓缩 氧化 富集 提取 【练1】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包含和蒸馏、冷凝等操作 C 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； 【练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 D 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 先收集Br2再收集正十二烷 使用正十二烷萃取分液时，有机层从上口倒出 【练3】(2025·河北衡水检测)空气吹出法工艺，是目前“海水(呈弱碱性)提溴”的最主要方法之一，其工艺流程如图所示。下列说法错误的是(　　) A．“吹出塔”步骤中利用了溴的挥发性 C．工业溴中含少量Cl2，可用NaOH溶液除去 D．在该流程中，每提取1 mol溴，理论上至少消耗氯气44.8 L(标准状况) B．“吸收塔”内发生反应的离子方程式为 C 海水资源的利用 三、碘的提取 干海带 灼烧 海带灰 浸泡 悬浊液 过滤 含I-的溶液 ③Cl2 氧化 含I2的溶液 CCl4 萃取、分液 I2的有机溶液 蒸馏 碘晶体 坩埚 H2O2 【思考】萃取含I2溶液中的I2可使用的萃取剂是（ ） A.苯 B.己烷 C. 汽油 D. 酒精 E. 甲苯 ABCE 【练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   C 【练2】(2025·山东)海带中含有丰富的碘元素，某化学兴趣小组设计的海带提碘实验流程如下图，下列说法中正确的是(　　) A．上述流程中各步操作用到的仪器包括分液漏斗、直形冷凝管、漏斗、蒸馏烧瓶和坩埚 C．上述流程包括三个氧化还原反应和三种分离操作 B．“氧化”时，试剂可选用O2、H2O2或Br2 D．“反萃取”时，反应的离子方程式为 [答案]　A [解析]　题给流程中灼烧用到坩埚，萃取分液用到分液漏斗，蒸馏用到直形冷凝管和蒸馏烧瓶，过滤用到漏斗，A正确；氧化过程将碘离子变成碘单质，可选用的氧化剂为O2、H2O2，选Br2会引入杂质，B错误；该过程中海带灼烧、氧化过程中碘离子氧化成碘单质、反萃取过程中碘单质与氢氧化钠溶液反应、酸化分离过程中生成碘单质，共4个氧化还原反应，涉及过滤、分液、蒸馏三种分离操作，C错误；反萃取时反应的离子方程式为I2＋2OH－===I－＋IO－＋H2O，D错误。 A 海水资源的利用 三、镁的提取 贝壳 煅烧 ① CaO 水 ② 石灰乳 海水 引入 沉淀池 过滤 Mg(OH)2 HCl 浓缩 ④ MgCl2·6H2O 脱水 MgCl2 电解 ⑤ Mg Cl2 【练1】写出化学方程式①~⑤。 ③ 【练2】“脱水”步骤的具体操作是 。 【正误辨析】 (1)能使湿润的淀粉-KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2。(　　) [提示]　×　H2O2、O3等都能将I－氧化成I2。 (2)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。(　　) [提示]　√　AgCl为白色沉淀，AgBr为淡黄色沉淀，AgI为黄色沉淀。 (3)某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－。(　　) [提示]　×　I2溶于CCl4显紫色。 (4)某浅黄色的溴水，加入CCl4振荡静置后，上层显橙红色。(　　) [提示]　×　CCl4密度比水大，分层，CCl4在下层，显橙红色。 (5)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。(　　) [提示]　√　氯气和溴化钠反应生成溴单质，用汽油萃取。 (6)溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性。(　　) [提示]　×　碘化银见光易分解。 (7)海水提溴的过程中不发生氧化还原反应。(　　) [提示]　×　2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl。 (8)用CCl4萃取碘水中的碘，先振荡，后静置，液体分层，下层呈无色。(　　) [提示]　×　CCl4比水重，下层呈紫红色。 (9)碘易升华，可用加热升华法除去NH4Cl中混有的I2。(　　) [提示]　×　NH4Cl受热易分解。 (10)实验室保存少量液溴时常加少量水液封，并用玻璃塞密封，不能用橡胶塞。(　　) [提示]　√　液溴腐蚀橡胶。 (11)类比Fe与Cl2反应，可知Fe与I2反应产物为FeI3。(　　) [提示]　×　Fe和I2反应生成FeI2。 (12)海水提溴中两次用到Cl2，目的是进行溴的富集。(　　) [提示]　√　海水中Br－浓度太低，使用Cl2与Br－发生氧化还原反应可富集溴。 [解析]　溴单质沸点低，可用热空气吹出得到含Br2的空气，“吹出塔”步骤利用了溴单质易挥发的性质，A正确；“吸收塔”内发生的反应是二氧化硫和溴单质反应生成硫酸和溴化氢，反应的离子方程式为Br2＋SO2＋2H2O===SO＋2Br－＋4H＋，B正确；氯气和溴均可以和NaOH溶液反应，不能用氢氧化钠溶液除去溴中的少量氯气，C错误；制取过程中需要溴的富集，根据反应过程，每提取1 mol溴，理论上消耗氯气 2 mol，标准状况下的体积为2 mol×22.4 L·mol－1＝44.8 L，D正确。 $