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卤素的性质和海水中元素的提取导学案
考点解读
1.卤素的结构和性质
(1)物理性质
①单质颜色逐渐变深 (F2: 淡黄绿色气体;Cl2:黄绿色气体;Br2:红棕色液体;I2:紫黑色固体)。
②密度逐渐增大;熔、沸点逐渐升高。
(2)结构与化学性质
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)。卤素原子最外层都有7个电子,都是典型的非金属元素,其单质具有相似的化学性质。
①卤素单质和H2的反应:X2+H2===2HX。
②卤素单质和H2O的反应:
X2+H2OHX+HXO(X为Cl、Br) 。
(3)卤素间的置换反应
将氯水滴入溴化钠溶液:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2。
将溴水滴入碘化钾溶液:Br2+2KI===2KBr+I2。
结论:F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱,其单质的氧化性逐渐减弱。
注意:(1)卤族元素单质能将同主族原子序数大的元素从其盐溶液中置换出来,但氟不能进行相应的置换,原因是F2能与水发生反应。
(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+。
(3)加碘食盐中的碘是KIO3而不是I2或KI。
2.海水中元素的提取流程及其原理
(1)海水中提溴
流程:
发生反应的离子方程式:①2Br-+Cl2===Br2+2Cl-;
②Br2+SO2+2H2O===4H++SO+2Br-;
(2)海植物(海带)中提取碘
流程:
H2O Cl2
↓ ↓
海带―→―→―→―→
发生反应的离子方程式:Cl2+2I-===I2+2Cl-。
3.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
未知液有机层呈
(3)氧化——淀粉检验I-
未知液蓝色溶液,表明有I-
特别提醒:卤素单质及其化合物的特性
(1)Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质;液溴易挥发且有毒,通常用水液封来保存。
(2)I2易升华,I2使淀粉变蓝。
(3)Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、汽油、苯)萃取。
(4)氟元素无正价,F2与H2O发生置换反应生成O2(2F2+2H2O===4HF+O2),F2与Xe、Kr等稀有气体可反应生成氟化物。
(5)氢氟酸是氢卤酸(HX)中唯一弱酸,且是与SiO2反应的唯一酸,能腐蚀玻璃,应保存在铅制器皿或塑料瓶中。
(6)HX的酸性:HF<HCl<HBr<HI,HX的还原性:HF<HCl<HBr<HI。
考向分析
考向一:卤素的性质和X-的检验
典例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中溶液由黄色变为棕红色时,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。
【答案】(1)
(2)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
考向二、卤素离子的检验
典例2.下列说法错误的是( )
A. CCl4可用于鉴别溴水和碘水
B.用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别Br2(g)和NO2
C.用AgNO3溶液可以鉴别KCl和KI
D.验证Br2的氧化性强于I2的方法是将少量溴水加入KI溶液中,再加入CCl4振荡、静置,可观察到下层液体呈紫色
解析:选B Br2(g)和NO2均具有强氧化性,均能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝,故无法鉴别。
方法指导:检验食用盐是否为碘盐的方法
袋装碘盐中含有碘酸钾(KIO3),利用KIO3与KI在酸性条件下反应:IO+5I-+6H+===3I2+3H2O,I2遇淀粉变蓝色进行检验。具体操作方法是将少量食用盐溶于白醋中,然后滴到淀粉KI试