适用于新高考新教材备战2025届高考化学一轮总复习第4章非金属及其化合物第16讲卤族元素溴碘的提任件

第16讲卤族元素溴、碘的提取【课标指引】

1.以卤族元素为例,了解同主族元素性质的递变规律。2.以海水等的开发利用为例,了解依据物质性质及其变化综合利用资源的方法。考点一卤族元素考点二从海水中提取卤素单质目录索引

素养发展进阶考点一卤族元素必备知识•梳理1.卤族元素卤族元素又称卤素,位于元素周期表的第________族,包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)等,其基态原子的价电子排布均为________。

2.溴、碘单质的物理性质比较物质Br2I2颜色深红棕色紫黑色状态液体

溶解性水中溶解度不大溶解度不大有机溶剂中

易溶特性易________、有毒

①易________②使淀粉溶液变________ⅦAns2np5固体

易溶挥发

升华

蓝

3.氯、溴、碘的化学性质比较

X2+H2OHX+HXOX2+2NaOH══NaX+NaXO+H2O>><<4.卤素离子(X-)的检验(1)AgNO3溶液——沉淀法(2)置换——萃取法

白

淡黄

黄

Br-I-(3)氧化——淀粉法检验I-情境思考实验室有三瓶失去标签的无色溶液,分别盛有NaCl溶液、NaBr溶液和KI溶液,请设计两种不同的实验方案进行区分。蓝

方案1:分别取少量三种溶液于三支试管中,并分别滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀的是NaCl溶液,产生淡黄色沉淀的是NaBr溶液,产生黄色沉淀的是KI溶液。方案2:分别取少量三种溶液于三支试管中,分别滴加氯水再滴加CCl4,并振荡试管,液体出现分层现象,下层呈橙红色的是NaBr,下层呈紫红色的是KI。关键能力•提升考向1卤素单质的性质及变化例1某同学进行如下实验:实验操作和现象Ⅰ向溴水中滴加少量CCl4,振荡,CCl4层显橙色Ⅱ向碘水中滴加少量CCl4,振荡,CCl4层显紫色Ⅲ向KBr、KI的混合液中加入CCl4,滴加氯水,振荡后CCl4层显紫色;再滴加氯水,振荡后紫色褪去;继续滴加氯水,振荡后CCl4层变为橙色下列分析不正确的是(

)A.Ⅰ中CCl4层显橙色,说明CCl4层含Br2B.Ⅱ中的现象说明I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度C.Ⅲ中CCl4层显紫色,说明Cl2的氧化性强于I2D.Ⅲ中CCl4层变为橙色时,水层中仍含有大量I-D解析

CCl4是无色液体,Ⅰ中CCl4层显橙色,说明CCl4层含Br2,A正确;碘水中滴加少量CCl4,振荡,CCl4层显紫色,说明I2从水中转移到CCl4中,则I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,B正确;Ⅲ和Ⅱ的现象对比,说明Cl2将I-氧化为I2,则Cl2的氧化性强于I2,C正确;CCl4层显紫色,再滴加氯水,振荡后紫色褪去,则I2被氯水氧化生成HIO3,继续滴加氯水,振荡后CCl4层变为橙色,则Br-被氯水氧化为Br2,故水层中不含I-,含有,D错误。[对点训练1](2023·广东广州期末)某化学小组探究卤族元素的性质,进行如图所示的实验(a~d中均为浸有相应溶液的棉花,夹持装置略)。下列说法正确的是(

)A.具支试管中发生反应的化学方程式为NaClO+2HCl(浓)═NaCl+Cl2↑+H2OB.若a处变为橙色,b处变为蓝色,说明氧化性:氯气>溴>碘C.若c处褪色,说明KMnO4有还原性D.若d处褪色,说明Cl2具有漂白性A解析

具支试管产生的氯气在a处与KBr发生置换反应生成Br2,溶液变橙色,可得氧化性:Cl2>Br2,b处氯气和KI反应生成I2,淀粉遇碘单质变蓝,可得氧化性:Cl2>I2,但I2与Br2的氧化性强弱未知,无法得到氧化性:氯气>溴>碘,B错误;浓盐酸具有挥发性,HCl气体也能与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应使溶液褪色,说明KMnO4有氧化性,C错误;氯气和NaOH溶液反应生成NaCl和NaClO,溶液碱性变弱,酚酞褪色,不是氯气的漂白性造成的,D错误。考向2拟卤素和卤素互化物例2拟卤素[如(CN)2、(SCN)2等]、卤素互化物(如IBr、IF5等)的化学性质与卤素单质(X2)相似,能与大多数金属、某些非金属单质、水等发生反应。已知(SCN)2的氧化性介于Br2和I2之间,下列说法中不正确的是(

)A.(CN)2与NaOH溶液反应生成NaCN、NaCNO和H2OB.等浓度NaBr和NaI的混合液中加入少量(CN)2,发生反应:2I-+(CN)2═I2+2CN-C.BrCl与水生成HBrO和HCl,则1molBrCl反应时转移1mol电子D.IBr与Zn反应生成ZnBr2和ZnI2C解析

类似于Cl2与NaOH溶液反应,(CN)2与NaOH溶液反应生成NaCN、NaCNO和H2O,A正确;(SCN)2的氧化性介于Br2和I2之间,由于还原性:I->Br-,故等浓度NaBr和NaI的混合液中加入少量(CN)2,只氧化I-生成I2,B正确;BrCl与水生成HBrO和HCl,该反应是非氧化还原反应,不存在电子转移,C错误;IBr的化学性质类似于Cl2,与金属Zn反应生成ZnBr2和ZnI2,D正确。[对点训练2]

卤素间形成的化合物如“IF5、BrCl、IBr”等称为卤素互化物,化学性质与卤素单质类似,则下列关于卤素互化物的性质的描述及发生的相关反应正确的是(

)A.IF5和卤素单质分子都是非极性分子B.IBr与Fe发生反应:3IBr+2Fe═FeI3+FeBr3C.1molBrCl与足量FeBr2溶液完全反应时转移的电子的物质的量为1molD.IBr与NaOH溶液发生的反应不是氧化还原反应D解析

IF5的分子结构不对称,是极性分子,A错误;由于氧化性:Fe3+>I2,IBr与Fe反应生成FeI2,B错误;BrCl与足量FeBr2反应相当于溴单质与FeBr2反应生成三价铁离子,电子转移情况为BrCl~2e-,故1

mol

BrCl与足量FeBr2溶液完全反应时转移的电子的物质的量为2

mol,C错误;IBr中溴显-1价、碘显+1价,IBr与NaOH溶液生成NaIO和NaBr,不是氧化还原反应,D正确。考点二从海水中提取卤素单质必备知识•梳理1.海水提取氯——氯碱工业

电解过程反应的化学方程式为________________________________。

Cl2H2、NaOH2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑2.海水提取溴(1)工艺流程(2)主要过程及反应

Cl2+2Br-══Br2+2Cl-2HBr+Cl2══2HCl+Br23.海带提取碘(1)实验流程(2)通入适量Cl2时,发生反应的离子方程式:_______________________。

Cl2+2I-══I2+2Cl-关键能力•提升考向1从海水中提取溴的工艺流程及分析例1(2023·广东茂名二模)浩瀚的海洋中蕴藏着丰富的资源,其中海水提溴工艺如图所示,下列说法中不正确的是(

)CA.吹出塔中采用热空气有利于溴的吹出

B.吸收塔中SO2被氧化C.吸收时可用Fe2(SO4)3溶液代替SO2和水

D.蒸馏塔中发生置换反应解析

利用氯气的氧化性强于溴单质,向海水中通入氯气和酸,发生反应Cl2+2Br-═2Cl-+Br2,液溴易挥发,通入热空气,吹出溴单质,溴的氧化性强于SO2,吸收塔中发生反应Br2+SO2+2H2O═2HBr+H2SO4,将HBr蒸出,蒸馏塔中发生反应Cl2+2HBr═2HCl+Br2,蒸出溴蒸气,然后冷凝,得到液溴。海水中通入氯气和酸,发生反应Cl2+2Br-═2Cl-+Br2,因为液溴易挥发,采用热空气吹出溴单质,A正确;吸收塔中发生反应Br2+SO2+2H2O═2HBr+H2SO4,硫元素化合价升高,SO2被氧化,B正确;根据B项分析,SO2被氧化,二氧化硫作还原剂,Fe2(SO4)3中Fe3+具有强氧化性,不与溴单质反应,因此Fe2(SO4)3不能代替SO2,C错误;蒸馏塔中发生反应Cl2+2HBr═2HCl+Br2,该反应为置换反应,D正确。[对点训练1]

实验室探究从海水中提取溴的主要过程如图所示,下列装置或操作在实验中未涉及的是(

)D解析

将海水中的溴离子氧化需要通入氯气,图中装置是制备氯气的装置,故A不符合题意;将海水蒸发浓缩析出粗盐用到蒸发装置,故B不符合题意;用有机溶剂萃取溴水中的溴用到萃取和分液,故C不符合题意;图中装置是灼烧固体的装置,海水提溴过程中用不到该装置,故D符合题意。考向2从海带中提取碘的实验流程及分析例2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B.“氧化”时,试剂可选用O2、H2O2或Br2C.上述流程包括三个氧化还原反应和三种分离操作D.“反萃取”时,反应的离子方程式为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。[对点训练2]

下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是(

)A.用装置甲灼烧碎海带B.用装置乙过滤海带灰的浸泡液C.用装置丙制备用于氧化浸泡液中I-的Cl2D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I-后的Cl2尾气B解析

灼烧碎海带应在坩埚中进行,不能用烧杯,装置甲不能达到实验目的,A错误;用装置乙过滤海带灰的浸泡液能达到实验目的,B正确;用浓盐酸和MnO2制取氯气需要加热,装置丙不能达到实验目的,C错误;吸收Cl2应用NaOH溶液,装置丁不能达到实验目的,D错误。素养发展进阶进阶1练易错·避陷阱1.根据卤族元素的性质和规律,下列有关说法不正确的是(

)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: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A解析

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;I2在KI溶液中存在平衡

,可使其溶解度增大,D正确。2.下列制取Cl2、用Cl2氧化含I-废液、回收并提纯I2的装置能达到实验目的的是(

)D解析

实验室利用MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2,不能用稀盐酸,A错误;Cl2通入含I-废液中氧化I-生成I2,通入Cl2的导管应长进短出,B错误;过滤时漏斗下端管口应紧靠烧杯内壁,C错误;I2易升华,故常采用升华法提纯碘,D正确。进阶2练热点·提素能3.某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是(

)A.E处棉花球变成黄色,说明Cl2的氧化性比Br2强B.F处棉花球变成蓝色,说明Br2的氧化性比I2强C.E处发生反应的离子方程式为Cl2+2Br-═2Cl-+Br2D.G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH-+Cl2═ClO-+Cl-+H2OB解析

E处发生反应Cl2+2Br-═2Cl-+Br2,则E处棉花球变成黄色,说明Cl2的氧化性比Br2强,A、C正确;F处可能发生反应Cl2+2I-═2Cl-+I2,也可能发生反应Br2+2I-═2Br-+I2,F处棉花球变蓝色只能说明有碘单质生成,由于氯气的干扰,所以不能说明Br2的氧化性比I2强,B错误;G为尾气处理装置,装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH-+Cl2═ClO-+Cl-+H2O,D正确。4.(2024·四川资阳模拟)卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题:(1)将含有129I、14C等多种放射性核素的核污染水排入大海,会对海洋生态造成极大危害。①129I与127I互称为________,

原子中含有中子数为________。

②KIO3常用作食盐中的补碘剂,其化学名称是________。

(2)①液溴极易挥发,实验室保存时为防止其挥发,通常会加入______(填字母)液封。

a.水 b.煤油 c.CCl4②海水提取溴时,常利用热空气将溴吹入Na2CO3溶液,已知反应生成了两种盐,其中一种为NaBrO3。写出Br2与Na2CO3反应的离子方程式:__________________________________。

同位素

76碘酸钾

a(3)ClO2是现今最常用的自来水消毒剂,可利用反应5KClO3+6HCl═5KCl+6ClO2↑+3H2O制备,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________,每生成1molClO2转移的电子数为________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。

(4)①氟气具有极强的氧化性,可与所有金属反应,但在室温下与铁、铜等块状金属反应却并不明显,可能的原因是____________________________________________________________。

②-40℃时,F2与冰反应生成HFO和HF,HFO的电子式是________,请写出HFO与水发生反应生成两种化合物的化学方程式___________________。5∶1金属表面形成一层保护性的金属氟化物薄膜,阻止进一步反应HFO+H2O══HF+H2O2解析

(2)①液溴极易挥发,密度大于水的密度,实验室保存时为防止其挥发,通常会加入水进行水封。②海水提取溴时,常利用热空气将溴吹入Na2CO3溶液,反应生成了两种盐,其中一种为NaBrO3,溴元素化合价升高,为氧化还原反应,同时还生成溴化钠和二氧化碳。(3)反应中,KClO3中氯元素由+5价降为+4价为氧化剂,HCl中氯元素由-1价升高为+4价为还原剂,部分HCl转化为KCl,故该反应中氧化剂(KClO3)与还原剂(HCl)的物质的量之比为5∶1,每生成1

mol

ClO2转移的电子数为

NA。5.溴及其化合物在生产中有广泛应用。工业上常用“吹出法”从海水中提溴,工艺流程示意图如下。下列说法不正确的是(

)A.“吹出法”主要包括氧化、吹出、吸收、蒸馏和冷凝等环节B.海水中Br-经氧化、吹出、吸收后,可实现溴的富集C.“吸收塔”内反应的化学方程式:SO2+Br2+2H2O═H2SO4+2HBrD.“吸收塔”内也可用Na2CO3溶液吸收吹出的Br2:Br2+2Na2CO3+H2O═NaBr+NaBrO3+2NaHCO3D解析

由图可知,向浓缩、酸化后的海水中通入氯气,氯气与海水中的溴离子发生置换反应生成溴,用空气和水蒸气将溴从“吹出塔”中吹出,向“吸收塔”中通入二氧化硫气体,二氧化硫与溴水反应生成硫酸和氢溴酸,向“蒸馏塔”中通入氯气,氯气与氢溴酸发生置换反应生成溴,蒸馏出的溴经冷凝、精馏得到产品。“吹出法”主要包括氧化、吹出、吸收、蒸馏