高中化学：学案18 富集在海水中的元素

学案18富集在海水中的元素(二)

----卤素

［考纲要求］1.从原子的核外电子排布，了解卤素(单质化合物)的相似性和递变性。2.

了解几种重要的含卤素化合物的性质和用途。

课前设备区回扣教材夯实基础

知识点一卤素单质及其化合物的性质

1.Ch、Bn、L的物理性质

澳元素主要以形式存在于海水中，人们把称之为“海洋元素”。氯、

漠、碘三种元素在元素周期表中排在同一纵列里，都属于一族元素，简称“卤素”。Br2

是一种________色—体，易挥发；12是一种_____色—体，易升华。Bn溶解在水中的

颜色是，L溶解在水中的颜色是，Br2溶解在CC14中的颜色是

,L溶解在CCU中的颜色是o

【问题思考】

1.如何保存液漠？

2.卤素的氧化还原性及海水提取澳、海带中碘元素的检验

⑴卤素单质氧化性的顺序是：Cl2―Br2―12；阴离子的还原性顺序是：I一—Br

___Cl0请写出CI2与NaBr、KI溶液反应的离子方程式：、

Br2与KI溶液反应的离子方程式：。

(2)从海水中提取澳一般要经过、、________三步。利用浪的

性，鼓入或水蒸气，就可将溶解在苦卤中的溟分离出来。

(3)海水中的碘浓度很低，一般从海产品，如海带中提取。

水

干海带I-限而画氧化IT过滤If提纯|-|碘单质

【问题思考】

2.请列举哪些物质能使漠水褪色？

知识点二卤素离子的检验方法

1.AgNCh溶液---沉淀法

士/rn、和滴加AgNO潘灌和稀硝酸

'沉淀，则有c厂

生成，沉淀，则有Br-

.沉淀，则有「

2.置换——萃取法

‘红棕色或橙红色，表明

土,价加适量新制加入CCL(下层)或士上口口口.有______

未知液饱和氯水「振荡汽油(上层):振荡有机层呈,

紫色、浅紫色或紫红色,

〔表明有______

3.氧化——淀粉法检验「

+*加入适量新制饱和氯水(双氧水)淀粉溶液

未知液-®FW-.溶液，表示有「

【问题思考】

3.淀粉-KI试纸常用于检验哪些物质？

课堂活幼区突破考点研析热点

一、卤素单质的性质比较

1.相似性

(1)除F2外，C12、Bn、上都能与NaOH溶液反应，试写出Br?与NaOH溶液反应的离子

方程式：。

(2)都能与金属反应生成卤化物，试写出Na、Fe分别与Bn反应的方程式：

(3)与一些还原性离子的反应，试写出Bn分别与Fe2+、SO/离子方程式:

2.递变性

(1)分别写出L和Fe的反应，及r和Fe3+的反应，体会卤素单质性质的递变性:

(2)还有哪些事实说明氧化性C12>Br2>L?

(3)卤素单质为什么具有相似性和递变性?

3.卤素单质的特性

(1*2能否从水溶液中置换出其他卤素单质？为什么？

(2)你认为卤素单质还有哪些特殊性质？请列举出来。

【典例导悟11某化学课外小组为了探究卤素单质及化合物的性质，选用以下仪器和药

品进行实验，请你帮助完成实验仪器的组装并回答问题。

浓捻酸啰

①②③④

(1)比较卤素单质的氧化性强弱，各仪器的正确连接顺序(填各接口的字母符号)g接

,接,接O

(2)装置⑷烧瓶中反应的化学方程式为。

(3)装置①中的现象是,装置②中的现象是,装置③的

作用是。

(4)装置②中反应的离子方程式为。

(5)若将反应的②中的溶液滴入到KI溶液中，产生的现象是。

(6)向反应后的①中加入足量的NaOH溶液，产生的现象是,反应的方程式是

_________________________________________________0

变式演练1下列关于卤素的叙述中，正确的是()

A.澳中溶有少量氯气，可以加入溟化钠溶液再用汽油萃取的方法提纯；

B.澳化银具有感光性，碘化银不具有感光性；

C.某溶液与淀粉-碘化钾溶液反应出现蓝色，则证明该溶液是氯水或澳水；

D.氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂。

二、卤素互化物和拟卤素

【典例导悟2】卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物。XX'型

卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。试回答下列问题：

(1)卤素互化物BrCI能发生下列反应

H2O+BrCl=HBrO+HClKBr+BrCI=KCl+Br2

①写出KI与IBr反应的化学方程式。

②写出苯(C6H6)与IC1发生取代反应生成一卤代物的化学方程式

(2)下图是部分卤素单质和XX'型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。它们

的沸点随着相对分子质量的增大而升高，原因是

相对分子质髭

(3)试推测IC1的沸点所处的最小范围.

三、萃取和分液在卤素性质实验中的应用

问题在做卤素性质实验时，为什么常采用有机溶剂萃取卤素单质？

【典例导悟31用化学方法测定微量碘化物时，必须利用“化学放大”反应将碘的量

“放大”，然后再进行测定。下面是“化学放大”反应的实验步骤：

①向含微量「并且呈中性或弱酸性溶液里加入澳水，将「完全氧化成103,煮沸去掉过

量的Bru

②向由①制得的水溶液中加入过量的酸性KI溶液，振荡使反应进行完全；

③在②得到的水溶液中加入足量的CC14,振荡，把生成的h从水溶液里全部转移到CC14

中，用分液漏斗分液去掉水层；

④向③得到的CCL层加入朋(即联氨H2N—NH2)的水溶液，振荡，使12完全以I形式从

CCL(层进入水层，用分液漏斗分液去掉CC14层。

经过以上四步得到的水溶液里，含有通过反应而“放大”了的碘，请回答下列问题：

(1)写出步骤②的离子方程式，并标出反应的电子转移的方向和数目：

(2)将右图所示的分液漏斗中的下层液体放出的操作步骤为：

①。

②旋开活塞，使下层液体流出到一个小烧杯里，当下层液体全部流出活塞的细孔时，

_______________________________________________________________________O

③从漏斗上口倒出上层液体。

④旋开活塞，将留在颈部的下层液体放出到盛接下层液体的烧杯里。

(3)若忽略实验过程中出现的损失，经过一次“化学放大”的溶液里，厂的量是原溶液里

「的量的倍。经过〃次“化学放大”的溶液里，「的量是原溶液里的量的倍。

变式演练2实验探究是体验知识的产生或形成过程的基本途径。下面是某同学探究实

验报告的一部分，请填空：

实验名称：氯、溪、碘的氧化性强弱比较

实验药品：NaCl溶液、KBr溶液、KI溶液、氯水、澳水、四氯化碳

实验步骤实验结论

①NaCl溶液+氯水+1mLCCL,振荡，静置，观

察四氯化碳层颜色

②KBr溶液+氯水+1mLCCL，振荡，静置，观察

氧化性从强到弱的顺序：氯、澳、碘

四氯化碳层颜色

③KI溶液+氯水+1mLCCL，振荡，静置，观察四

氯化碳层颜色

(1)完成该实验需用到的仪器是_________________________________________________

(2)CCk在实验中所起的作用是_______________________________________________

(3)在实验②中四氯化碳层颜色变化过程为

(4)该同学的实验缺陷是

改进的办法是_________________________________________________________

课后练同区精题精练规范答题

高考集训

--------------------------•・

I.判断正误

（1）浓硫酸与澳化钠共热制取澳化氢（）

（2010•上海-8C）

（2）在反应KIO3+6HI=KI+3L+3H2O中，每生成3moib转移电子数为6NA（）

（2010•江苏-5C）

（3）碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度（）

（2010•全国理综II-8B）

（4）淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝，4r+O2+2H2O=2I2+4OH7）

（2010•上海-19D）

（5）HF、HC1,HBr、HI的热稳性和还原性依次减弱（）

（2010•山东理综一11B）

（6）从HF、HC1、HBr、HI的酸性递增的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规

律（）

（2010•福建理综一8D）

2.（2010.四川理综，27（1））碘是（填颜色）固体物质，实验室常用方法

来分离提纯含有少量杂质的固体碘。

3.（2010・上海，24）向盛有KI溶液的试管中加入少许CCL后滴加氯水，CCL层变成紫

色。如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CC14层会逐渐变浅，最后变成无色。

完成下列填空：

（1）写出并配平CC14层由紫色变成无色的化学方程式（如果系数是1,不用填写）：

++HIO3+

（2）整个过程中的还原剂是。

（3）把KI换成KBr,则CCL层变成________色；继续滴加氯水，CCL层的颜色没有变

化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是

（4）加碘盐中含碘量为20〜50mg-kgr。制取加碘盐（含KIO3的食盐）1000kg,若用KI

与C12反应制Kith，至少需要消耗Cl2_______L（标准状况，保留2位小数）。

考点集训

题组一卤素的性质

1.在盛有滨水的三支试管中分别加入苯、四氯化碳和酒精，振荡后静置，出现下列现象,

正确的结论是（）

A.①加入的是CCL，②加苯，③加酒精

B.①加入的是酒精，②加CCL,③加苯

C.①加入的是苯，②加CC14,③加酒精

D.①加入的是苯，②加酒精，③加CCL

2.（2010•福州模拟）下列说法正确的是（）

A.卤素单质（X2）跟水反应的通式是X2+H2O=HX+HXO

B.液澳保存在煤油中

C.漂白粉的有效成分是次氯酸钙

D.光照氯水有气泡逸出，该气体是O?

3.（2010・黄冈模拟）某学生做如下实验：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，溶液立即变蓝；第二步，在上述蓝色溶液中，滴加足量的Na2so3

溶液，蓝色逐渐消失。下列叙述中该同学对实验原理的解释和所得结论不正确的是（）

A.氧化性：C1O>I2>SO4

B.蓝色消失的原因是Na2sO3溶液具有漂白性

C.淀粉-KI溶液变蓝是因为「被CKT氧化为L，b遇淀粉变蓝

D.若将Na2sCh溶液加入氯水，氯水褪色

4.根据下图的转化关系完成下列有关问题：

（思）曷

匚|~5］心蓝色溶液I

|G*液II淀［溶液I

（钾盐）

（1）写出①的离子方程式：_______________________________________________________

写出②的离子方程式：.

（2）推出下列物质或溶液中溶质的化学式：E；I。

（3）在上述转化过程中，B、C、F、H氧化能力由弱到强的顺序是（写化学式）。

题组二卤素互化合物和拟卤素

5.“XYJ表示不同卤素之间靠共用电子对形成的卤素互化物（非金属性：X<Y）,其化学

性质和卤素单质相似。下列说法中正确的是（）

A.IC1与水反应可生成HC1和HIO,则1molIC1参加反应转移电子数为1mol

B.某温度，液态IF5电离：2IF5^IF：+IF6,则c（IF：>c（IFQ不是一个常数

C.BrCl与Zn反应生成ZnCl2和ZnBr2

D.XY.与卤素单质一样都是非极性分子

6.将几滴KSCN（SCN-是“类卤离子”）溶液加入到含有Fe3+的酸性溶液中，溶液变成

红色，将该红色溶液分为两份，①一份中加入适量KMnCh溶液，红色褪去；②向另一份中

通入S02,红色也褪去。下列说法不正确的是（）

A.①红色褪去的原因是KMnCM将SCN-氧化

B.②红色褪去的原因是SO?将Fe3+还原为Fe2+

C.②红色褪去的原因是S02将SCN一还原

D.SCN-在适当条件下可失去电子被氧化剂氧化为（SCN）2

题组三化工工艺流程

7.（2010・重庆模拟）海洋中有大量宝贵资源。被称为“海洋元素”的漠，其工业制法为

把海水浓缩得盐卤，然后加热到363K,控制pH为3.5,通入氯气把浪置换出来，然后用一

种气体X把浪吹出，再用纯碱溶液吸收，这时，浪转化为澳离子和澳酸根，最后用硫酸酸

化，单质漠可从溶液中析出。

（1）把溟吹出的气体X,最可能用下面的一（填序号）。

A.乙烯B.空气C.氯气D.CO2

(2)某同学对上述工艺提出改进意见，认为氧化后直接用有机溶剂萃取出浪即可，你认

为其建议是否合理。(填“是”或“否”)，并说明理由

(3)纯碱溶液吸收澳的离子方程式,

硫酸酸化得到单质溪的离子方程式为。

(4)工业上曾用惰性电极电解盐卤的方法来获取澳，当用惰性电极电解MgBrz溶液时,

除得到溪之外，同时还能得到的产品是______________________________________________

8.海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和澳的过程如下：

(1)从海水中可以得到食盐。为了除去粗盐中的Ca?+、Mg?'SO3及泥沙，可将粗盐溶

于水，然后进行下列五项操作：①过滤，②加过量NaOH溶液，③加适量盐酸，④加过量

Na2cCh溶液，⑤加过量BaCb溶液。正确的操作顺序是。

A.①④②⑤③B.④①②⑤③

C.②⑤④①③D.②④⑤①③

(2)步骤I中已获得Bn，步骤n中又将BQ还原为Br,其目的为

(3)步骤II用S02水溶液吸收Bn，吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为

由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是

题组四实验探究

9.工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如下图所示。

(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽或隔膜电解槽。离子膜和隔膜均允许通过的分子

或离子是。电解槽中的阳极材料为。

(2)本工艺流程中先后制得肘2、CaSCU和Mg(0H)2,能否按Br?、Mg(0H)2、CaSCU的顺

序制备：

原因是。

(3)澳单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，故可用于萃

取漠，但在上述工艺中却不用四氯化碳,原因是

答案

【课前准备区】

知识点一

1.BF澳元素卤深红棕液紫黑固橙色深黄色一褐色橙色一橙红色

紫色f深紫色

2.(1)>>>>Cl2+2Br=2C1+Br2C12+2r=2Cl+I2Br2+2I=2Br+I2

(2)浓缩氧化提取挥发热空气

(3)氯气

知识点二

1.白色浅黄色黄色

2.Brr

3.蓝色

问题思考

1.盛溪的试剂瓶加水，进行水封，瓶塞再用蜡封，瓶塞不能用橡胶塞。

2.(1)被H2S、S02>SO7、厂等还原剂还原而褪色。

(2)与NaOH等强碱溶液发生自身氧化还原反应而褪色：

Br2+2NaOH=NaBrO+NaBr+H2Oo

(3)与较活泼金属(如Mg+Bn=MgBr2)反应而褪色。

(4)能与溟发生加成反应的不饱和煌及其衍生物，如烯烧、焕煌等。

(5)能被溪水氧化的、含有醛基的化合物。

(6)能与溟水发生反应的碱性物质，如Na2cCh等。

(7)加入活性炭等吸附剂，使溟水褪色。

3.检验强氧化性物质如CL、Br2、FeCh溶液，。3等，工作原理是「被氧化成卜而使

淀粉变蓝。

【课堂活动区】

_-

一、l.(l)Br2+2OH-=Br+BrO+H2O

⑵2Na+Bn=2NaBr2Fe+3Br2==^2FeBr3

2，3+-

(3)Br2+2Fe=2Fe+2Br

+

Br2+SO5+H2O==SO4+2H+2Br

2.(l)Fe+l2=^=Fel2

2Fe3+21=2Fe2+I2

(2)①卤素单质和以反应的条件及氨化物的稳定性：例如F2和比在暗处即能爆炸(剧烈

反应)，H2和C12光照能爆炸，而母2和H2则加热才能发生等，且生成的氢化物的稳定性从

HF至HI越来越差.

②C12能从KBr、Nai溶液中置换出B―L;B段能从Nai溶液中置换12,而不能从NaCl

溶液中置换CL等。

(3)这是由原子结构决定的，从F-I,原子的最外电子层都有7个电子，都易得1个电

子形成稳定结构，而原子半径越来越大，得电子能力逐渐减弱，故所形成的单质具有相似性

和递变性。

3.⑴常温下，F2与水剧烈反应：2F2+2H2O=4HF+O2，故不能从水溶液中置换其他

卤素单质。

(2)如F2是氧化性最强的单质；Bn在常温下是红棕色液体；碘易升华，遇淀粉变蓝色；

C12是黄绿色气体等，都是比较特殊的性质。

三、卤素单质在有机溶剂中的溶解度远远大于在水中的溶解度。在卤素性质实验中由于

水溶液中卤素含量较小，常利用萃取和分液的方法，将相关物质富集，以便有足够大的含量,

从而进行物质检验或测定。

典例导悟

1(l)cdabe

(2)MnO2+4HCl(浓>=^=MnC12+C12t+2H2O

(3)溶液变蓝色溶液变橙黄色吸收剩余Cb

(4)Cl2+2Br=Br2+2Cl

(5)溶液变棕黄色

(6)蓝色褪去I2+2NaOH=NaI+NalO+H2O

解析根据卤素单质的氧化性强弱来验证，应该将CL通入到NaBr和KI溶液中，观察

现象。实脸中剩余的Cb必须进行处理，故应用NaOH溶液吸收。根据反应原理知CL通入

到NaBr溶液中置换出Bn,溶液应变为橙黄色，CL通人到KI-淀粉溶液中置换出L,溶液

应变蓝色。①中加入NaOH溶液，I2+2NaOH=NaI+NalO+H2O,会使蓝色褪去。

2(lXDKl+lBr=KBr+l2

②C6H6+IC1-C6H5I+HC1

(2)相对分子质量越大，分子间作用力越强

(3)介于Br2的沸点和IBr的沸点之间

解析⑴①据KBr+BrCl=KCl+Br2可直接写出。

+1n+i+i+i

②根据H—IOH+Brl—C1==H—O—Br+HC1规律.可在H2O分子中，H原子位置

应该由B；C1中的B；原子代替，推知当C6H6与，C1发生取代反应时，占原子的位置应由，

原子代替。

(2)卤素单质与XX'型卤素互化物固态时均属于分子晶体，随相对分子质量增大，分子间

作用力增强，沸点逐渐升高。

(3)由(2)中规律，IC1的相对分子质量为162.5,与这个值大小最接近的范围是Bn为160,

IBr为207,可得。

失5e-

广^5I-+IO；+6H*=32+3H2O

3、⑴5「+10；+6田・312+3也0或者1—病一

(2)①取下漏斗口上的塞子［或使塞子上的凹槽(或小孔)对准漏斗上的小孔］②迅速关

闭活塞

(3)66"

5e-

0_,:

解析考查氧化还原和萃取分液的实脸操作。51+IO3+6H*=3I2+3H2O

经过该反应得到的1又和发生氧化还原反应生成r,这样得到的「是原来的6

2H2N—NH2

倍，所以经过〃次“化学放大''的溶液里，「的量是原溶液里的量的6"倍。

变式演练

1AD［B.AgI也具有感光性；C.能氧化厂一上的还有其他溶液，碘水本身也能与淀粉

反应出现蓝色。］

2(1)试管、量筒、胶头滴管

(2)萃取剂，使生成的由2、L溶于其中，便于观察现象

(3)由无色逐渐变为红棕色

(4)不能证明澳的氧化性强于碘再做一组实验④，步骤为：

KI溶液+滨水+1mLCCL，振荡，静置、观察CC14层颜色

解析利用非金属单质间的置换反应来比较单质的氧化性强弱。Cb能置换出Br2、I2,

Bn能置换出12,则说明氧化性02>Br2>l2。

【课后练习区】

高考集训

1.(DX

解析浓H2s。4能将B)氧化。

⑵X

解析应转移5NA。

⑶V(4)7

(5)X

解析H—F、H—Cl、H—Br、H—I键能依次减,弱，故热稳定性依次减弱，而还原性依

次增强。

(6)X

解析判断非金属性强弱可以根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，而不是氢化

物酸性的强弱。

2.紫黑色升华

3.(1)I2+5C12+6H2O=2HIO3+10HC1

(2)KLI2(3)红棕HBrO3>C12>HIO3

(4)10.58

解析(2)根据题意，反应过程中CL首先氧化KI生成单质碘，Cb过量时L继续被氧

化生成HIO3,因此整个过程中还原剂为KI和12»

(3)Cb与KBr反应生成单质湿，浪溶于CCL»呈红棕色。CL不能继续氧化澳生成HBrCh,

因此氧化性HBrChXX；又因CL氧化b生成HIO3,则氧化性C12>HK)3,因此氧化性由强

到弱的顺序为HBrO3>Cl2>HIO3»

(4)根据题意，发生反应为：2Kl+CL=2KCl+l2,I2+5CI2+6H2O=2HK)3+10HC1。

因此存在关系式：

3C12—►HIO3―►KIOj—►1

3ChI

3X22.4L127g

V(C12)1000kgX20Xlorg.kg-i

,3X22.4L127g“…_

则“。2)=1000kgX20X10-3g.kg-i，解得"02)=10.58L,