2012-2013化學(xué)一輪復(fù)習導(dǎo)學(xué)案學(xué)案18 富集在海水中的元素

1、學(xué)案18 富集在海水中的元素(二)鹵素 考綱要求1.從原子的核外電子排布，了解鹵素(單質(zhì)化合物)的相似性和遞變性。2.了解幾種重要的含鹵素化合物的性質(zhì)和用途。知識點一鹵素單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)1Cl2、Br2、I2的物理性質(zhì)溴元素主要以_形式存在于海水中，人們把_稱之為“海洋元素”。氯、溴、碘三種元素在元素周期表中排在同一縱列里，都屬于_族元素，簡稱“鹵素”。Br2是一種_色_體，易揮發(fā)；I2是一種_色_體，易升華。Br2溶解在水中的顏色是_，I2溶解在水中的顏色是_，Br2溶解在CCl4中的顏色是_，I2溶解在CCl4中的顏色是_。問題思考1如何保存液溴？ 2鹵素的氧化還原性及海水提取溴、海帶

2、中碘元素的檢驗(1)鹵素單質(zhì)氧化性的順序是：Cl2_Br2_I2；陰離子的還原性順序是：I_Br_Cl。請寫出Cl2與NaBr、KI溶液反應(yīng)的離子方程式：_、_；Br2與KI溶液反應(yīng)的離子方程式：_。(2)從海水中提取溴一般要經(jīng)過_、_、_三步。利用溴的_性，鼓入_或水蒸氣，就可將溶解在苦鹵中的溴分離出來。(3)海水中的碘濃度很低，一般從海產(chǎn)品，如海帶中提取。 水 問題思考2請列舉哪些物質(zhì)能使溴水褪色？ 知識點二鹵素離子的檢驗方法1AgNO3溶液沉淀法未知液生成2置換萃取法未知液有機層呈3氧化淀粉法檢驗I未知液_溶液，表示有I問題思考3淀粉­KI試紙常用于檢驗?zāi)男┪镔|(zhì)？ 一、鹵素單質(zhì)

3、的性質(zhì)比較1相似性(1)除F2外，Cl2、Br2、I2都能與NaOH溶液反應(yīng)，試寫出Br2與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：_。(2)都能與金屬反應(yīng)生成鹵化物，試寫出Na、Fe分別與Br2反應(yīng)的方程式：_、_。(3)與一些還原性離子的反應(yīng)，試寫出Br2分別與Fe2、SO離子方程式：_、_。2遞變性(1)分別寫出I2和Fe的反應(yīng)，及I和Fe3的反應(yīng)，體會鹵素單質(zhì)性質(zhì)的遞變性：_、_。(2)還有哪些事實說明氧化性Cl2>Br2>I2? (3)鹵素單質(zhì)為什么具有相似性和遞變性？ 3鹵素單質(zhì)的特性(1)F2能否從水溶液中置換出其他鹵素單質(zhì)？為什么？ (2)你認為鹵素單質(zhì)還有哪些特殊性質(zhì)？請列

4、舉出來。 典例導(dǎo)悟1某化學(xué)課外小組為了探究鹵素單質(zhì)及化合物的性質(zhì)，選用以下儀器和藥品進行實驗，請你幫助完成實驗儀器的組裝并回答問題。(1)比較鹵素單質(zhì)的氧化性強弱，各儀器的正確連接順序(填各接口的字母符號)g接_，_接_，_接_。(2)裝置燒瓶中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)裝置中的現(xiàn)象是_，裝置中的現(xiàn)象是_，裝置的作用是_。(4)裝置中反應(yīng)的離子方程式為_。(5)若將反應(yīng)的中的溶液滴入到KI溶液中，產(chǎn)生的現(xiàn)象是_。(6)向反應(yīng)后的中加入足量的NaOH溶液，產(chǎn)生的現(xiàn)象是_，反應(yīng)的方程式是_。變式演練1下列關(guān)于鹵素的敘述中，正確的是()A.溴中溶有少量氯氣，可以加入溴化鈉溶液再用汽油萃取的方法提純

5、；B.溴化銀具有感光性，碘化銀不具有感光性；C.某溶液與淀粉­碘化鉀溶液反應(yīng)出現(xiàn)藍色，則證明該溶液是氯水或溴水；D.氯氣跟水反應(yīng)時，水既不是氧化劑也不是還原劑。二、鹵素互化物和擬鹵素典例導(dǎo)悟2鹵素互化物是指不同鹵素原子之間以共價鍵結(jié)合形成的化合物。XX型鹵素互化物與鹵素單質(zhì)結(jié)構(gòu)相似、性質(zhì)相近。試回答下列問題：(1)鹵素互化物BrCl能發(fā)生下列反應(yīng)H2OBrCl=HBrOHClKBrBrCl=KClBr2寫出KI與IBr反應(yīng)的化學(xué)方程式_。寫出苯(C6H6)與ICl發(fā)生取代反應(yīng)生成一鹵代物的化學(xué)方程式_。(2)下圖是部分鹵素單質(zhì)和XX型鹵素互化物的沸點與其相對分子質(zhì)量的關(guān)系圖。它們的沸

6、點隨著相對分子質(zhì)量的增大而升高，原因是_。 (3)試推測ICl的沸點所處的最小范圍_。三、萃取和分液在鹵素性質(zhì)實驗中的應(yīng)用問題在做鹵素性質(zhì)實驗時，為什么常采用有機溶劑萃取鹵素單質(zhì)？ 典例導(dǎo)悟3用化學(xué)方法測定微量碘化物時，必須利用“化學(xué)放大”反應(yīng)將碘的量“放大”，然后再進行測定。下面是“化學(xué)放大”反應(yīng)的實驗步驟：向含微量I并且呈中性或弱酸性溶液里加入溴水，將I完全氧化成IO，煮沸去掉過量的Br2；向由制得的水溶液中加入過量的酸性KI溶液，振蕩使反應(yīng)進行完全；在得到的水溶液中加入足量的CCl4，振蕩，把生成的I2從水溶液里全部轉(zhuǎn)移到CCl4中，用分液漏斗分液去掉水層；向得到的CCl4層加入肼(即聯(lián)

7、氨H2NNH2)的水溶液，振蕩，使I2完全以I形式從CCl4層進入水層，用分液漏斗分液去掉CCl4層。經(jīng)過以上四步得到的水溶液里，含有通過反應(yīng)而“放大”了的碘，請回答下列問題：(1)寫出步驟的離子方程式，并標出反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：_。(2)將右圖所示的分液漏斗中的下層液體放出的操作步驟為：_。旋開活塞，使下層液體流出到一個小燒杯里，當下層液體全部流出活塞的細孔時，_。從漏斗上口倒出上層液體。旋開活塞，將留在頸部的下層液體放出到盛接下層液體的燒杯里。(3)若忽略實驗過程中出現(xiàn)的損失，經(jīng)過一次“化學(xué)放大”的溶液里，I的量是原溶液里I的量的_倍。經(jīng)過n次“化學(xué)放大”的溶液里，I的量是原溶液里

8、的量的_倍。變式演練2實驗探究是體驗知識的產(chǎn)生或形成過程的基本途徑。下面是某同學(xué)探究實驗報告的一部分，請?zhí)羁眨簩嶒灻Q：氯、溴、碘的氧化性強弱比較實驗藥品：NaCl溶液、KBr溶液、KI溶液、氯水、溴水、四氯化碳實驗步驟實驗結(jié)論NaCl溶液氯水1 mL CCl4，振蕩，靜置，觀察四氯化碳層顏色氧化性從強到弱的順序：氯、溴、碘KBr溶液氯水1 mL CCl4，振蕩，靜置，觀察四氯化碳層顏色KI溶液氯水1 mL CCl4，振蕩，靜置，觀察四氯化碳層顏色(1)完成該實驗需用到的儀器是_；(2)CCl4在實驗中所起的作用是_；(3)在實驗中四氯化碳層顏色變化過程為_；(4)該同學(xué)的實驗缺陷是_，改進的

9、辦法是_。1判斷正誤(1)濃硫酸與溴化鈉共熱制取溴化氫()(2010·上海8C)(2)在反應(yīng)KIO36HI=KI3I23H2O中，每生成3 mol I2轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6NA()(2010·江蘇5C)(3)碘在碘化鉀溶液中的溶解度大于在純水中的溶解度()(2010·全國理綜8B)(4)淀粉碘化鉀溶液在空氣中變藍，4IO22H2O=2I24OH()(2010·上海19D)(5)HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)性和還原性依次減弱()(2010·山東理綜11B)(6)從HF、HCl、HBr、HI的酸性遞增的事實，推出F、Cl、Br、I的非金屬性遞增的規(guī)律

10、()(2010·福建理綜8D)2(2010·四川理綜，27(1)碘是_(填顏色)固體物質(zhì)，實驗室常用_方法來分離提純含有少量雜質(zhì)的固體碘。3(2010·上海，24)向盛有KI溶液的試管中加入少許CCl4后滴加氯水，CCl4層變成紫色。如果繼續(xù)向試管中滴加氯水，振蕩，CCl4層會逐漸變淺，最后變成無色。完成下列填空：(1)寫出并配平CCl4層由紫色變成無色的化學(xué)方程式(如果系數(shù)是1，不用填寫)：_HIO3_(2)整個過程中的還原劑是_。(3)把KI換成KBr，則CCl4層變成_色；繼續(xù)滴加氯水，CCl4層的顏色沒有變化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由強到弱的順

11、序是_。(4)加碘鹽中含碘量為2050 mg·kg1。制取加碘鹽(含KIO3的食鹽)1 000 kg，若用KI與Cl2反應(yīng)制KIO3，至少需要消耗Cl2_L(標準狀況，保留2位小數(shù))。題組一鹵素的性質(zhì)1.在盛有溴水的三支試管中分別加入苯、四氯化碳和酒精，振蕩后靜置，出現(xiàn)下列現(xiàn)象，正確的結(jié)論是() A加入的是CCl4，加苯，加酒精B加入的是酒精，加CCl4，加苯C加入的是苯，加CCl4，加酒精D加入的是苯，加酒精，加CCl42(2010·福州模擬)下列說法正確的是()A鹵素單質(zhì)(X2)跟水反應(yīng)的通式是X2H2O=HXHXOB液溴保存在煤油中C漂白粉的有效成分是次氯酸鈣D光照氯

12、水有氣泡逸出，該氣體是O23(2010·黃岡模擬)某學(xué)生做如下實驗：第一步，在淀粉­KI溶液中，滴入少量NaClO溶液，并加入少量稀硫酸，溶液立即變藍；第二步，在上述藍色溶液中，滴加足量的Na2SO3溶液，藍色逐漸消失。下列敘述中該同學(xué)對實驗原理的解釋和所得結(jié)論不正確的是()A氧化性：ClO>I2>SOB藍色消失的原因是Na2SO3溶液具有漂白性C淀粉­KI溶液變藍是因為I被ClO氧化為I2，I2遇淀粉變藍D若將Na2SO3溶液加入氯水，氯水褪色4.根據(jù)下圖的轉(zhuǎn)化關(guān)系完成下列有關(guān)問題：(1)寫出的離子方程式：_。寫出的離子方程式：_。(2)推出下列物質(zhì)

13、或溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式：E_；I_。(3)在上述轉(zhuǎn)化過程中，B、C、F、H氧化能力由弱到強的順序是(寫化學(xué)式)_。題組二鹵素互化合物和擬鹵素5“XYn”表示不同鹵素之間靠共用電子對形成的鹵素互化物(非金屬性：X<Y)，其化學(xué)性質(zhì)和鹵素單質(zhì)相似。下列說法中正確的是()AICl與水反應(yīng)可生成HCl和HIO，則1 mol ICl參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1 molB某溫度，液態(tài)IF5電離：2IF5IFIF，則c(IF)·c(IF)不是一個常數(shù)CBrCl與Zn反應(yīng)生成ZnCl2和ZnBr2DXYn與鹵素單質(zhì)一樣都是非極性分子6將幾滴KSCN(SCN是“類鹵離子”)溶液加入到含有Fe3的酸性溶液

14、中，溶液變成紅色，將該紅色溶液分為兩份，一份中加入適量KMnO4溶液，紅色褪去；向另一份中通入SO2，紅色也褪去。下列說法不正確的是()A紅色褪去的原因是KMnO4將SCN氧化B紅色褪去的原因是SO2將Fe3還原為Fe2C紅色褪去的原因是SO2將SCN還原DSCN在適當條件下可失去電子被氧化劑氧化為(SCN)2題組三化工工藝流程7(2010·重慶模擬)海洋中有大量寶貴資源。被稱為“海洋元素”的溴，其工業(yè)制法為把海水濃縮得鹽鹵，然后加熱到363 K，控制pH為3.5，通入氯氣把溴置換出來，然后用一種氣體X把溴吹出，再用純堿溶液吸收，這時，溴轉(zhuǎn)化為溴離子和溴酸根，最后用硫酸酸化，單質(zhì)溴可

15、從溶液中析出。(1)把溴吹出的氣體X，最可能用下面的_(填序號)。A乙烯 B空氣 C氬氣 DCO2(2)某同學(xué)對上述工藝提出改進意見，認為氧化后直接用有機溶劑萃取出溴即可，你認為其建議是否合理。_(填“是”或“否”)，并說明理由 _。(3)純堿溶液吸收溴的離子方程式_，硫酸酸化得到單質(zhì)溴的離子方程式為_。(4)工業(yè)上曾用惰性電極電解鹽鹵的方法來獲取溴，當用惰性電極電解MgBr2溶液時，除得到溴之外，同時還能得到的產(chǎn)品是_。8海水是巨大的資源寶庫，從海水中提取食鹽和溴的過程如下：(1)從海水中可以得到食鹽。為了除去粗鹽中的Ca2、Mg2、SO及泥沙，可將粗鹽溶于水，然后進行下列五項操作：過濾，加

16、過量NaOH溶液，加適量鹽酸，加過量Na2CO3溶液，加過量BaCl2溶液。正確的操作順序是_。A BC D(2)步驟中已獲得Br2，步驟中又將Br2還原為Br，其目的為_。(3)步驟用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可達95%，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_，由此反應(yīng)可知，除環(huán)境保護外，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問題是 _。題組四實驗探究9工業(yè)上對海水資源綜合開發(fā)利用的部分工藝流程如下圖所示。(1)電解飽和食鹽水常用離子膜電解槽或隔膜電解槽。離子膜和隔膜均允許通過的分子或離子是_。電解槽中的陽極材料為_。(2)本工藝流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaS

17、O4的順序制備：_，原因是_。(3)溴單質(zhì)在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳與水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工藝中卻不用四氯化碳，原因是_。答案【課前準備區(qū)】知識點一1Br溴元素鹵深紅棕液紫黑固橙色深黃色褐色橙色橙紅色紫色深紫色2(1)>>>>Cl22Br=2ClBr2Cl22I=2ClI2Br22I=2BrI2(2)濃縮氧化提取揮發(fā)熱空氣(3)氯氣知識點二1白色淺黃色黃色2BrI3藍色問題思考1盛溴的試劑瓶加水，進行水封，瓶塞再用蠟封，瓶塞不能用橡膠塞。2(1)被H2S、SO2、SO、I等還原劑還原而褪色。(2)與NaOH等強堿溶液發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)而

18、褪色：Br22NaOH=NaBrONaBrH2O。(3)與較活潑金屬(如MgBr2=MgBr2)反應(yīng)而褪色。(4)能與溴發(fā)生加成反應(yīng)的不飽和烴及其衍生物，如烯烴、炔烴等。(5)能被溴水氧化的、含有醛基的化合物。(6)能與溴水發(fā)生反應(yīng)的堿性物質(zhì)，如Na2CO3等。(7)加入活性炭等吸附劑，使溴水褪色。3檢驗強氧化性物質(zhì)如Cl2、Br2、FeCl3溶液，O3等，工作原理是I被氧化成I2而使淀粉變藍?！菊n堂活動區(qū)】一、1.(1)Br22OH=BrBrOH2O(2)2NaBr2=2NaBr2Fe3Br22FeBr3(3)Br22Fe2=2Fe32BrBr2SOH2O=SO2H2Br2(1)FeI2Fe

19、I22Fe32I=2Fe2I2(2)鹵素單質(zhì)和H2反應(yīng)的條件及氫化物的穩(wěn)定性：例如F2和H2在暗處即能爆炸(劇烈反應(yīng))，H2和Cl2光照能爆炸，而Br2和H2則加熱才能發(fā)生等，且生成的氫化物的穩(wěn)定性從HF至HI越來越差。Cl2能從KBr、NaI溶液中置換出Br2、I2；Br2能從NaI溶液中置換I2，而不能從NaCl溶液中置換Cl2等。(3)這是由原子結(jié)構(gòu)決定的，從FI，原子的最外電子層都有7個電子，都易得1個電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而原子半徑越來越大，得電子能力逐漸減弱，故所形成的單質(zhì)具有相似性和遞變性。3(1)常溫下，F(xiàn)2與水劇烈反應(yīng)：2F22H2O=4HFO2，故不能從水溶液中置換其他鹵素單質(zhì)

20、。(2)如F2是氧化性最強的單質(zhì)；Br2在常溫下是紅棕色液體；碘易升華，遇淀粉變藍色；Cl2是黃綠色氣體等，都是比較特殊的性質(zhì)。三、鹵素單質(zhì)在有機溶劑中的溶解度遠遠大于在水中的溶解度。在鹵素性質(zhì)實驗中由于水溶液中鹵素含量較小，常利用萃取和分液的方法，將相關(guān)物質(zhì)富集，以便有足夠大的含量，從而進行物質(zhì)檢驗或測定。典例導(dǎo)悟1(1)cdabe(2)MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O(3)溶液變藍色溶液變橙黃色吸收剩余Cl2(4)Cl22Br=Br22Cl(5)溶液變棕黃色(6)藍色褪去I22NaOH=NaINaIOH2O解析根據(jù)鹵素單質(zhì)的氧化性強弱來驗證，應(yīng)該將Cl2通入到NaBr和KI溶

21、液中，觀察現(xiàn)象。實驗中剩余的Cl2必須進行處理，故應(yīng)用NaOH溶液吸收。根據(jù)反應(yīng)原理知Cl2通入到NaBr溶液中置換出Br2，溶液應(yīng)變?yōu)槌赛S色，Cl2通入到KI­淀粉溶液中置換出I2，溶液應(yīng)變藍色。中加入NaOH溶液，I22NaOH=NaINaIOH2O，會使藍色褪去。2(1)KIIBr=KBrI2C6H6IClC6H5IHCl(2)相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(3)介于Br2的沸點和IBr的沸點之間解析(1)據(jù)KBrBrCl=KClBr2可直接寫出。根據(jù) OHB Cl=HOBCl規(guī)律，可在H2O分子中，原子位置應(yīng)該由BCl中的B原子代替，推知當C6H6與Cl發(fā)生取代反應(yīng)時，原

22、子的位置應(yīng)由原子代替。(2)鹵素單質(zhì)與XX'型鹵素互化物固態(tài)時均屬于分子晶體，隨相對分子質(zhì)量增大，分子間作用力增強，沸點逐漸升高。(3)由(2)中規(guī)律，ICl的相對分子質(zhì)量為162.5，與這個值大小最接近的范圍是Br2為160，IBr為207，可得。3、(1) 或者 (2)取下漏斗口上的塞子或使塞子上的凹槽(或小孔)對準漏斗上的小孔迅速關(guān)閉活塞(3)66n解析考查氧化還原和萃取分液的實驗操作。，經(jīng)過該反應(yīng)得到的I2又和H2NNH2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成I，這樣得到的I是原來的6倍，所以經(jīng)過n次“化學(xué)放大”的溶液里，I的量是原溶液里的量的6n倍。變式演練1ADB.AgI也具有感光性；C.能

23、氧化II2的還有其他溶液，碘水本身也能與淀粉反應(yīng)出現(xiàn)藍色。2(1)試管、量筒、膠頭滴管(2)萃取劑，使生成的Br2、I2溶于其中，便于觀察現(xiàn)象(3)由無色逐漸變?yōu)榧t棕色(4)不能證明溴的氧化性強于碘再做一組實驗，步驟為：KI溶液溴水1 mL CCl4，振蕩，靜置、觀察CCl4層顏色解析利用非金屬單質(zhì)間的置換反應(yīng)來比較單質(zhì)的氧化性強弱。Cl2能置換出Br2、I2，Br2能置換出I2，則說明氧化性Cl2>Br2>I2。【課后練習區(qū)】高考集訓(xùn)1(1)×解析濃H2SO4能將Br氧化。(2)×解析應(yīng)轉(zhuǎn)移5NA。(3)(4)(5)×解析HF、HCl、HBr、HI鍵

24、能依次減弱，故熱穩(wěn)定性依次減弱，而還原性依次增強。(6)×解析判斷非金屬性強弱可以根據(jù)其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強弱，而不是氫化物酸性的強弱。2紫黑色升華3(1)I25Cl26H2O=2HIO310HCl(2)KI、I2(3)紅棕HBrO3>Cl2>HIO3(4)10.58解析(2)根據(jù)題意，反應(yīng)過程 中Cl2首先氧化KI生成單質(zhì)碘，Cl2過量時I2繼續(xù)被氧化生成HIO3，因此整個過程中還原劑為KI和I2。(3)Cl2與KBr反應(yīng)生成單質(zhì)溴，溴溶于CCl4呈紅棕色。Cl2不能繼續(xù)氧化溴生成HBrO3，因此氧化性HBrO3>Cl2；又因Cl2氧化I2生成HIO3，則氧化性Cl2>HIO3，因此氧化性由強到弱的順序為HBrO3>Cl2>HIO3。(4)根據(jù)題意，發(fā)生反應(yīng)為：2KICl2=2KClI2，I25Cl26H2O=2HIO310HCl。因此存在關(guān)系式：3Cl2 HIO3KIO3I3Cl2 I3×22.4 L 127 gV(Cl2) 1 000 kg×20×103 g·kg1則，解得V(Cl2)10.58 L?？键c集訓(xùn)1C2CD2F22H2O=4HFO2，故A項錯；少量的液溴利用水封保存，故B項錯；漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2