2021屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)鹵族元素及溴碘的提取學(xué)案

第4課時(shí)點(diǎn)點(diǎn)突破——鹵族元素及溴、碘的提取知識(shí)點(diǎn)一鹵族元素的性質(zhì)及鹵素離子的檢驗(yàn)1．鹵素單質(zhì)(X2)性質(zhì)的相似性和遞變性(1)性質(zhì)的相似性①都能與大多數(shù)金屬反應(yīng)，如F2、Cl2、Br2與Fe反應(yīng)：2Fe＋3X2=2FeX3，但由于I2的氧化性較弱，I2與Fe反應(yīng)生成FeI2。②都能與H2反應(yīng)生成HX：X2＋H2=2HX。③都能與水反應(yīng)：X2＋H2OHX＋HXO(F2例外：2F2＋2H2O=4HF＋O2)。④都能與堿溶液反應(yīng)：X2＋2NaOH=NaX＋NaXO＋H2O(F2例外)。(2)性質(zhì)的遞變性顏色熔、沸點(diǎn)eq\o(→,\s\up7(氣體氣體液體固體),\s\do5(逐漸升高))密度eq\o(→,\s\up7(逐漸增大))水溶性eq\o(→,\s\up7(反應(yīng)溶解溶解微溶),\s\do5(逐漸減小))氧化性eq\o(→,\s\up7(與氫氣化合或與水反應(yīng)由易到難),\s\do5(氯、溴、碘單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱順序是Cl2>Br2>I2))還原性(X－)陰離子還原性由強(qiáng)到弱順序是I－>Br－>Cl－①Cl2能從Br－的溶液中置換出Br2，離子方程式為2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2②Br2能從I－的溶液中置換出I2，離子方程式為2I－＋Br2=2Br－＋I(xiàn)2(3)性質(zhì)的特殊性氟①無(wú)正價(jià)，非金屬性最強(qiáng)，F(xiàn)－的還原性最弱②2F2＋2H2O=4HF＋O2，與H2反應(yīng)在暗處即爆炸③氫氟酸是弱酸，能腐蝕玻璃，故應(yīng)保存在塑料瓶中溴①Br2常溫下是深紅棕色液體，是唯一的液態(tài)非金屬單質(zhì)②Br2易溶于有機(jī)溶劑③液態(tài)Br2有劇毒，易揮發(fā)，故盛溴的試劑瓶中加水，進(jìn)行水封，保存液溴不能用橡膠塞碘①淀粉遇I2變eq\a\vs4\al(藍(lán))色②I2加熱時(shí)易升華③I2易溶于有機(jī)溶劑④I2易與Na2S2O3反應(yīng)：I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)，此反應(yīng)常用于滴定法(以淀粉為指示劑)來(lái)定量測(cè)定碘的含量[提醒]①F2能與水反應(yīng)放出O2，故F2不能從其他鹵化物的水溶液中將鹵素單質(zhì)置換出來(lái)。②氯、溴單質(zhì)的氧化性較強(qiáng)，能與一些還原性離子反應(yīng)，如Br2與SOeq\o\al(2－,3)、Fe2＋反應(yīng)的離子方程式分別為SOeq\o\al(2－,3)＋Br2＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Br－＋2H＋、2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－。(4)鹵素單質(zhì)溶于水或有機(jī)溶劑所呈現(xiàn)的顏色單質(zhì)水CCl4汽油(或苯)酒精Cl2淡黃→黃綠黃綠黃綠黃綠Br2黃→橙橙→橙紅橙→橙紅橙→橙紅I2深黃→褐紫→深紫淡紫→紫紅淡紫→紫紅2．鹵族化合物的相似性和遞變性(1)鹵素化合物的性質(zhì)化合物性質(zhì)備注氫化物穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI還原性：HF<HCl<HBr<HI水溶液的酸性：F<HCl<HBr<HIHF幾乎沒(méi)有還原性；HF為弱酸，HCl、HBr、HI均為強(qiáng)酸金屬鹵化物鹵素離子的還原性：F－<Cl－<Br－<I－I－的還原性很強(qiáng)，能被Fe3＋、HNO3、MnOeq\o\al(－,4)(H＋)、H2O2、O2、ClO－、ClOeq\o\al(－,3)等氧化劑氧化次鹵酸鹽(XO－、F除外)均具有氧化性(填“氧化”或“還原”)次鹵酸鹽能氧化相應(yīng)的鹵素離子生成鹵素單質(zhì)(F除外)：如ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O鹵酸鹽(XOeq\o\al(－,3)、F除外)均具有氧化性(填“氧化”或“還原”)鹵酸鹽能氧化相應(yīng)的鹵素離子生成鹵素單質(zhì)(F除外)：如ClOeq\o\al(－,3)＋5Cl－＋6H＋=3Cl2↑＋3H2O(2)鹵化銀的性質(zhì)溶解性AgCl、AgBr、AgI均不溶于水和稀硝酸，而AgF可溶于水顏色AgF、AgCl均為白色，AgBr為淺黃色，AgI為黃色感光性除AgF外，均有感光性，其中AgBr常作感光材料[提醒]實(shí)驗(yàn)室里常用螢石(CaF2)與濃H2SO4反應(yīng)來(lái)制取HF，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaF2＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CaSO4＋2HF↑。3．鹵素離子的檢驗(yàn)(1)AgNO3溶液——沉淀法未知液eq\o(→,\s\up7(滴加AgNO3溶液),\s\do5(和稀硝酸))生成eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(白)色沉淀，則有Cl－,淺黃色沉淀，則有Br－,\a\vs4\al(黃)色沉淀，則有I－))(2)置換——萃取法未知液eq\o(→,\s\up7(加適量新制飽和氯水),\s\do5(振蕩))eq\o(→,\s\up7(加入CCl4(下層)或汽油(上層)),\s\do5(振蕩))eq\a\vs4\al(有機(jī)層呈)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(紅棕色或橙紅色，表明有Br－,紫色、淺紫色或紫紅色，表明有\(zhòng)a\vs4\al(I－)))(3)氧化——淀粉檢驗(yàn)I－未知液eq\o(→,\s\up7(加入適量新制飽和氯水(雙氧水)),\s\do5(振蕩))eq\o(→,\s\up7(淀粉溶液),\s\do5(振蕩))eq\a\vs4\al(藍(lán))色溶液，表明有I－[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]1．下列關(guān)于鹵素(用X表示)的敘述正確的是()A．其單質(zhì)都能與水反應(yīng)，通式為X2＋H2OHX＋HXOB．HX易溶于水，其水溶液都是強(qiáng)酸C．其單質(zhì)都有顏色，都有毒D．最高價(jià)含氧酸的通式為HXO4解析：選CF2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為2F2＋2H2O=4HF＋O2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氫氟酸為弱酸，B項(xiàng)錯(cuò)誤；F沒(méi)有正價(jià)，不存在含氧酸，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．為驗(yàn)證鹵素單質(zhì)氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱，某小組用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去，氣密性已檢驗(yàn))。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：Ⅰ.打開(kāi)彈簧夾，打開(kāi)活塞a，滴加濃鹽酸。Ⅱ.當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時(shí)，夾緊彈簧夾。Ⅲ.當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)榧t棕色時(shí)，關(guān)閉活塞a。Ⅳ.……(1)A中產(chǎn)生黃綠色氣體，其電子式是_____________________________________。(2)驗(yàn)證氯氣的氧化性強(qiáng)于碘的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是___________________________________________________________________________________________________________。(3)B中溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____________________________________________________________________________________________________________________。(4)為驗(yàn)證溴的氧化性強(qiáng)于碘，過(guò)程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是________________________________________________________________________。(5)過(guò)程Ⅲ實(shí)驗(yàn)的目的是______________________________________________。(6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱的原因：同主族元素從上到下______________，得電子能力逐漸減弱。解析：(1)A中產(chǎn)生的黃綠色氣體為Cl2，其電子式為eq\o(Cl,\s\up6(),\s\do4())eq\o(Cl,\s\up6(),\s\do4())。(2)Cl2遇濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2KI=I2＋2KCl，產(chǎn)生的I2遇淀粉變藍(lán)，可以證明Cl2的氧化性強(qiáng)于I2。(3)B中Cl2與NaBr發(fā)生置換反應(yīng)，離子方程式為Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2。(4)C中NaBr與Cl2反應(yīng)生成NaCl和Br2，將C中溶液滴入D中，振蕩，發(fā)生反應(yīng)：Br2＋2KI=I2＋2KBr，靜置后D中溶液分層，下層為碘的CCl4溶液，顯紫紅色，可以說(shuō)明溴的氧化性強(qiáng)于碘。(5)過(guò)程Ⅲ的B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色說(shuō)明仍有Br2生成，由于B與C中溶液相同，故C中通入Cl2不足，NaBr過(guò)量，故C的黃色溶液中無(wú)Cl2，排除對(duì)溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾。(6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱，是因?yàn)閺腃l到I，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱。答案：(1)eq\o(Cl,\s\up6(),\s\do4())eq\o(Cl,\s\up6(),\s\do4())(2)濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙變藍(lán)(3)Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－(4)打開(kāi)活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關(guān)閉活塞b，取下D振蕩，靜置后CCl4層變?yōu)樽霞t色(5)確認(rèn)C的黃色溶液中無(wú)Cl2，排除Cl2對(duì)溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾(6)原子半徑逐漸增大知識(shí)點(diǎn)二鹵素單質(zhì)的工業(yè)制法1．氯的制法——氯堿工業(yè)海水→粗鹽eq\o(→,\s\up7(精制))飽和食鹽水eq\o(→,\s\up7(電解))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(陽(yáng)極產(chǎn)物：Cl2,陰極產(chǎn)物：H2、NaOH))化學(xué)方程式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。2．海水中提取溴(1)流程(2)主要過(guò)程及反應(yīng)原理3．海帶中提取碘(1)流程(2)通入Cl2的反應(yīng)原理發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Cl2＋2I－=I2＋2Cl－。[提醒]也可以用H2O2氧化I－，反應(yīng)的離子方程式為H2O2＋2I－＋2H＋=I2＋2H2O。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]1．(2015·全國(guó)卷Ⅱ)海水開(kāi)發(fā)利用的部分過(guò)程如下圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴B．粗鹽可采用除雜和重結(jié)晶等過(guò)程提純C．工業(yè)生產(chǎn)中常選用NaOH作為沉淀劑D．富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴，再用SO2將其還原吸收解析：選CA項(xiàng)，苦鹵中含有K＋、Mg2＋、Br－等，通入Cl2可將Br－氧化成Br2，便于從苦鹵中提取Br2；B項(xiàng)，粗鹽中含有不溶性雜質(zhì)(泥沙)和可溶性雜質(zhì)(Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等)，將粗鹽溶于水，并除去其中的雜質(zhì)，再通過(guò)重結(jié)晶的方法得到純凈NaCl晶體；C項(xiàng)，工業(yè)上沉淀Mg2＋常選用廉價(jià)的Ca(OH)2，而不選用NaOH；D項(xiàng)，Br2具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，富集溴時(shí)，常先用空氣和水蒸氣吹出Br2，再用SO2將其還原吸收(SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr)，得到濃度較大的含Br－溶液。2．下列制取Cl2、用Cl2氧化含I－廢液、回收并提純I2的裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)解析：選D實(shí)驗(yàn)室利用MnO2與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)制取Cl2，不能用稀鹽酸，A錯(cuò)誤；Cl2通入含I－廢液中氧化I－生成I2，通入Cl2的導(dǎo)管應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出，B錯(cuò)誤；從含I2濁液中提取碘，要加入CC