2026三维设计一轮总复习高中化学-第18讲　卤族元素　溴、碘单质的提取

第18讲卤族元素溴、碘单质的提取1.掌握卤族元素单质及其化合物的性质及卤素离子的检验。2.掌握溴、碘的提取。考点一卤素的性质卤素离子的检验一、卤族元素的结构与性质1.卤族元素卤族元素包括F、Cl、Br、I、At，位于元素周期表的第ⅦA族，价层电子排布通式为ns2np5。2.溴、碘单质物理性质比较物质性质Br2I2颜色深红棕色紫黑色状态液体固体物质性质Br2I2溶解性水中溶解度不大溶解度不大有机溶剂中易溶易溶特性易挥发、有毒①易升华②使淀粉变蓝色3.氯、溴、碘单质化学性质比较与水反应X2＋H2O⇌HX＋HXO，氯、溴、碘与水反应由易到难与碱（NaOH）2NaOH＋X2NaX＋NaXO＋H2O氧化性①氧化性：Cl2＞Br2＞I2，还原性：Cl－＜Br－＜I－；②氯、溴、碘与氢气化合由易到难；③I2与Fe只生成FeI2，其他卤素单质可将Fe氧化为＋3价4.卤素单质及其化合物的特性氟①无正价，非金属性最强，F－的还原性最弱；②2F2＋2H2O4HF＋O2，与H2在暗处即反应爆炸③氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在塑料瓶中溴①Br2是深红棕色液体，易挥发；②盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能（填“能”或“不能”）用橡胶塞碘①淀粉遇I2变蓝色；②I2加热时易升华③食用盐中加入KIO3可用于补碘④AgI具有感光性，见光易分解，可用于人工降雨。二、卤素离子的检验方法1.AgNO3溶液——沉淀法未知液生成白色沉淀，则有C2.置换——萃取法未知液有机层呈红棕色或橙红色，表明有3.氧化——淀粉法检验I－未知液蓝色溶液，表明有I－示例：鉴别NaCl、NaBr、NaI三种溶液可以选用的试剂是②④⑤（填序号）。①碘水、淀粉溶液②氯水、CCl4③溴水、苯④硝酸、AgNO3溶液⑤氯水、苯⑥CCl4、淀粉溶液判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。（1）卤素气态氢化物的水溶液都是强酸溶液。（×）（2）浓硫酸能干燥HCl，所以浓硫酸也能干燥HBr。（×）（3）清洗碘升华实验所用试管的操作是先用酒精清洗，再用水清洗。（√）（4）碘易溶于酒精，所以可用酒精将碘水中的碘萃取出来。（×）（5）用加热的方法可将NaHCO3中混有的少量碘除去。（×）（6）将F2通入HBr溶液中，溶液变黄色。（×）一、卤素单质及其化合物的性质1.下列关于碘和溴的性质说法中，错误的是（）A.溴在常温下呈液态，易挥发B.碘在常温下为紫黑色的固体，易溶于水C.溴可以溶于水，更易溶于四氯化碳等有机溶剂D.碘在气体时为紫色，溶于水呈棕黄色，溶于四氯化碳呈紫色解析：B碘单质在常温下为紫黑色固体，难溶于水，B错误。2.为检验某加碘食盐中含有KIO3，下列试剂无需使用的是（）A.双氧水 B.维生素CC.蒸馏水 D.淀粉解析：A维生素C具有还原性，KIO3具有氧化性，两者发生氧化还原反应生成I2，淀粉遇碘单质变蓝，则用维生素C、蒸馏水和淀粉可检验加碘食盐中含KIO3，不需要的试剂是双氧水，选A。【题后归纳】卤素单质及其化合物的特殊性（1）HX中只有HF是弱酸，其余均为强酸。（2）由于F2能与水反应，故F2不能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置换出来。（3）HX的热稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI，还原性：HCl＜HBr＜HI。（4）CaX2中只有CaF2（萤石）难溶于水；AgX中只有AgF易溶于水。（5）次卤酸盐或卤酸盐（XO3－）能氧化相应的卤素离子生成卤素单质（F除外），如：IO3－＋5I－＋6H＋3I2二、卤素单质及其化合物性质的实验探究3.已知浓硫酸有强氧化性，沸点较高难挥发。溴为红棕色液体，但易挥发形成溴蒸气，碘为紫黑色固体。某小组比较Cl－、Br－、I－的还原性，实验如表，下列对实验的分析不正确的是（）实验1实验2实验3操作现象微热后，溶液颜色无明显变化；试管口有白雾，经检验不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝（经检验无SO2气体）溶液变黄；试管口有红棕色气体生成溶液变深紫色；试管口有紫色烟，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝A.实验1中可能生成了HCl气体B.根据实验1和实验2能判断还原性：Br－＞Cl－C.根据实验3能判断还原性：I－＞Br－D.由上述3个实验可以比较出还原性：I－＞Cl－解析：C实验3中，由实验现象可确定反应生成了I2，但不能肯定I－是被Br2氧化，也可能是过量浓硫酸发生的氧化作用，所以不能判断还原性：I－＞Br－，C不正确。4.碘是人体必需的微量元素之一，某食用盐中含有的碘元素以KIO3形式存在。已知溶液中IO3－与I－反应的离子方程式为IO3－＋5I－＋6H＋3I2＋3H2O下列说法正确的是（）A.试管①中溶液会变蓝B.试剂1可换成蓝色石蕊试液C.试剂3可以是乙醇溶液D.试管②中溶液变蓝，说明食盐中含有IO解析：DA项，试管①中溶液不会变蓝，溶液中没有单质碘，只有碘酸根离子，错误；B项，试剂1不能换成蓝色石蕊试液，要通过实验证明生成了单质碘，再证明食盐中有碘酸根离子，错误；C项，试剂3应该提供酸性环境，可以是稀硫酸溶液或醋酸溶液等，错误；D项，试管②中溶液变蓝，说明生成了单质碘，主要是碘离子和碘酸根离子在酸性条件下反应生成单质碘，则说明食盐中含有IO3－考点二从海水资源中提取卤素单质1.氯的提取——氯碱工业（1）工艺流程（2）发生反应的化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。2.海水中提取溴（1）工艺流程（2）上述标号反应的化学方程式分别为①2NaBr＋Cl22NaCl＋Br2②Br2＋SO2＋2H2O2HBr＋H2SO4③2HBr＋Cl22HCl＋Br23.海带中提取碘（1）工艺流程（2）上述流程中反应①的离子方程式：2I－＋H2O2＋2H＋I2＋2H2O一、溴、碘提取的实验操作1.一种从含Br－废水中提取Br2的过程，包括过滤、氧化、萃取及蒸馏等步骤。已知：①萃取：利用物质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来。②相关物质数据：Br2CCl4正十二烷密度/（g·cm－3）3.1191.5950.753沸点/℃58.7676.8215～217.4溶解性微溶于水，易溶于有机溶剂难溶于水难溶于水下列说法不正确的是（）A.甲装置与丙装置的物质分离原理相同B.乙装置中主反应为2Br－＋Cl2Br2＋2ClC.丙装置中萃取Br2应用正十二烷，原因是萃取后Br2与正十二烷更易分离D.用装置丁进行蒸馏时，先收集到Br2再收集正十二烷解析：AA项，甲装置的操作是过滤，丙装置的操作是分液，二者分离物质的原理不相同，错误；B项，氯气可氧化溴离子，乙装置中主反应为2Br－＋Cl2Br2＋2Cl－，正确；C项，CCl4与溴的沸点接近，应选沸点差异较大的正十二烷，便于萃取后Br2与正十二烷蒸馏分离，正确；D项，溴单质的沸点低于正十二烷，蒸馏时沸点低的先被蒸馏出来，则先收集到Br2再收集正十二烷，2.下列从海带中提取碘的实验操作或现象错误的是（）A.用甲装置灼烧酒精润湿的海带碎片至灰烬B.将海带灰在烧杯中加水煮沸后用乙装置过滤C.滤液滴加稀硫酸及双氧水后，用CCl4按丙装置萃取，上层溶液呈紫红色D.用丁装置进行减压蒸馏，分离CCl4与碘单质解析：C灼烧在坩埚中进行，用甲装置可灼烧酒精润湿的海带碎片至灰烬，A项正确；过滤可分离出含碘离子的溶液，则可用乙装置过滤，B项正确；CCl4的密度比水大，则用丙装置萃取后，下层溶液呈紫红色，C项错误；减压蒸馏可降低沸点，则用丁装置进行减压蒸馏可分离CCl4与碘单质，D项正确。二、溴、碘提取的工艺流程3.“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图所示：下列说法中正确的是（）A.SO2在吸收塔中作氧化剂B.设计Br2→Br－→Br2的目的是富集溴C.蒸馏塔中只发生了物理变化D.进入吹出塔前，Br－被还原成了Br2解析：BSO2在吸收塔中和Br2反应：SO2＋Br2＋2H2O2HBr＋H2SO4，SO2作还原剂，A错误；蒸馏塔中发生了氯气和Br－的氧化还原反应，C错误；进入吹出塔前，Br－被氯气氧化成了Br2，D4.工业上用活性炭吸附海带提碘后废水中的I－制取I2，其流程如图：下列说法错误的是（）A.NaNO2氧化I－时使溶液pH变大B.活性炭吸附是为了净化水溶液C.I2与NaOH（浓、热）反应的化学方程式：3I2＋6NaOH（浓、热）5NaI＋NaIO3＋3H2D.热空气能吹出I2，是因为I2在水中溶解度小、易升华解析：BNaNO2氧化I－时，消耗H＋，反应的离子方程式为2NO2－＋4H＋＋2I－2NO↑＋I2＋2H2O，则溶液pH变大，A正确；活性炭吸附是为了富集单质碘，B错误；I2与NaOH（浓、热）反应生成碘化钠、碘酸钠和水，反应的化学方程式为3I2＋6NaOH（浓、热）5NaI＋NaIO3＋3H2O，C正确；I2在水中溶解度小、易升华，故用热空气能吹出I1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。（1）（2023·全国乙卷）溴水久置后颜色逐渐褪去，其原因是4Br2＋4H2OHBrO4＋7HBr。（×（2）（2023·广东高考）Cl2通入淀粉-KI溶液中，溶液出现蓝色，说明还原性：Cl－＞I－。（×）（3）（2023·浙江6月选考）碘化亚铁溶液与等物质的量的Cl2反应：2Fe2＋＋2I－＋2Cl22Fe3＋＋I2＋4Cl－。（×（4）（2023·浙江6月选考）往碘的CCl4溶液中加入等体积浓KI溶液，振荡，液体分层，下层由紫红色变为浅粉红色，上层呈棕黄色，说明碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在CCl4中的溶解能力。（√）（5）（2023·北京高考）气态氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性。（√）（6）（2023·海南高考）向1-氯丁烷中加入硝酸酸化的0.1mol·L－1AgNO3溶液检验1-氯丁烷中氯元素。（×）（7）（2022·全国乙卷）向NaBr溶液中滴加过量氯水，再加入淀粉-KI溶液，溶液先变橙色，后变蓝色，说明氧化性：Cl2＞Br2＞I2。（×）（8）（2022·广东高考）利用海水制取溴和镁单质，是因为Br－可被氧化，Mg2＋可被还原。（√）（9）（2022·湖南高考）用醋酸和淀粉-KI溶液检验加碘盐中的IO3－：IO3－＋5I－＋6H＋3I2＋3H2O。（10）（2022·浙江6月选考）溴与冷的NaOH溶液反应：Br2＋OH－Br－＋BrO－＋H＋。（×2.（2023·辽宁高考13题）某小组进行实验，向10mL蒸馏水中加入0.4gI2，充分振荡，溶液呈浅棕色，再加入0.2g锌粒，溶液颜色加深；最终紫黑色晶体消失，溶液褪色。已知I3－（aq）为棕色，下列关于颜色变化的解释错误的是（选项颜色变化解释A溶液呈浅棕色I2在水中溶解度较小B溶液颜色加深发生了反应：I2＋I－⇌C紫黑色晶体消失I2（aq）的消耗使溶解平衡I2（s）⇌I2（aq）右移D溶液褪色Zn与有色物质发生了置换反应解析：D向10mL蒸馏水中加入0.4gI2，溶液呈浅棕色，说明I2在水中的溶解度较小，A项正确；I3－（aq）为棕色，溶液颜色加深，说明I2转化为I3－，发生了反应：I2＋I－⇌I3－，B项正确；紫黑色晶体消失，说明I2（s）溶解，则I2（aq）的消耗使溶解平衡I2（s）⇌I2（aq）右移，C项正确；溶液褪色，是因为Zn与I2发生化合反应生成ZnI2，c（I2）减小，I2＋I－⇌I3－3.（2021·全国甲卷26题节选）碘（紫黑色固体，微溶于水）及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：（1）I2的一种制备方法如下图所示：加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI＋Fe2Ag＋Fe2＋＋2I－生成的沉淀与硝酸反应，生成AgNO3后可循环使用。（2）以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2。上述制备I2的总反应的离子方程式为2IO3－＋5HSO3－I2＋5SO42－（3）KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2，若生成1molI2，消耗的KI至少为4mol。I2在KI溶液中可发生反应：I2＋I－⇌I3－。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是解析：（1）由流程分析可知，加入Fe粉进行转化反应的离子方程式是2AgI＋Fe2Ag＋Fe2＋＋2I－；生成的沉淀为Ag，Ag与HNO3反应生成AgNO3，AgNO3可以循环使用。（2）NaIO3具有氧化性，NaHSO3具有还原性，二者发生氧化还原反应生成NaI和Na2SO4，反应的离子方程式是IO3－＋3HSO3－3SO42－＋I－＋3H＋；NaI和NaIO3在酸性条件下，继续发生氧化还原反应生成I2，反应的离子方程式是5I－＋IO3－＋6H＋3I2＋3H2O，故制备I2的总反应的离子方程式是2IO3－＋5HSO3－I2＋5SO42－＋H2O＋3H＋。（3）由题给信息可推断出CuSO4和KI发生反应的化学方程式是2CuSO4＋4KI2CuI↓＋I2＋2K2SO一、选择题（本题包括9个小题，每小题只有一个选项符合题意）1.（2024·广东阳江模拟）卤族元素及其化合物与社会、生活关系密切。下列有关说法不正确的是（）A.加碘食盐中加入的是碘酸钾B.常用于杀菌消毒的84消毒液的成分是液氯C.可用硝酸银溶液来鉴别纯净水和自来水D.变色眼镜和照相器材的生产都要用到溴化银解析：B84消毒液的有效成分为NaClO。2.海水提溴时，下列操作步骤与目的均正确的是（）ABCD步骤海水提盐后母液通Cl2鼓入热空气CCl4萃取目的提高n（Br－）还原Br－使Br2挥发使Br2溶解解析：C浓缩海水，可以使溴离子浓度增大，而不是物质的量增大，A错误；通入Cl2，Cl2有氧化性，发生：Cl2＋2Br－Br2＋2Cl－，可以氧化Br－，B错误；CCl4萃取可分离溴与水溶液，海水提溴不需要萃取，D3.下列叙述中正确的是（）A.液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加少量水进行水封B.能使湿润的淀粉-KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2C.某溶液中加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－D.某溶液加入BaCl2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液中一定含有Ag＋解析：A因为液溴易挥发，在试剂瓶中存放时应加少量水进行水封，A项正确；只要能把碘化钾氧化成碘单质的物质都能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝，B项不正确；某溶液中加入四氯化碳，四氯化碳层显紫色证明存在碘单质而不是I－，C项不正确；加入氯化钡溶液产生的不溶于稀硝酸的白色沉淀可能是氯化银或硫酸钡，原溶液中可能存在Ag＋、SO42－或SO4.海水中蕴含巨大的资源，下列关于海水资源开发利用的说法不正确的是（）A.海水提溴利用了溴单质易挥发的性质B.海水淡化的方法有蒸馏法、反渗透法和电渗析法等C.工业上海水提镁过程中用到的沉淀剂是NaOHD.从海水中制得的氯化钠除了供食用，还可以用于生产烧碱、纯碱等解析：C工业上海水提镁过程中用到的沉淀剂是石灰乳，C错误。5.砹（At）是原子序数最大的卤族元素，推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是（）A.HAt很稳定B.易溶于某些有机溶剂C.AgAt不溶于水D.是有色固体解析：A同主族从上到下元素非金属性逐渐减弱，其简单气态氢化物稳定性减弱，HI易分解，则HAt很不稳定，A错误。6.（2024·福建泉州模拟）下列说法错误的是（）A.碘酒可用于皮肤外用消毒，含碘食品能有效防止甲状腺肿大B.向碘水中加入CCl4，振荡后静置，上层接近无色，下层显紫红色C.用自来水、淀粉-KI试纸和白醋可检验加碘盐中碘的存在D.溴化银需避光保存，碘化银不需要避光保存解析：DAgI和AgBr见光都会发生分解，因此都需要避光保存，D错误。7.（2023·宁德模拟）实验室用有机含碘（主要以I2和IO3－的形式存在）已知：碘的熔点为113℃，但固态的碘可以不经过熔化直接升华。下列说法错误的是（）A.操作①和③中的有机相从分液漏斗下端放出B.操作②中发生反应的离子方程式为2IO3－＋5SO32－＋2H＋I2＋C.操作④中用到的玻璃仪器只需蒸馏烧瓶、球形冷凝管、酒精灯、接引管及锥形瓶D.操作⑤可用如图所示的水浴装置进行解析：CA项，CCl4的密度比水大，操作①和③均为萃取操作，其中溶解I2的有机相从分液漏斗下端放出，正确；B项，操作②中Na2SO3溶液还原IO3－得到I2，自身被氧化为SO42－，发生反应的离子方程式为2IO3－＋5SO32－＋2H＋I2＋5SO42－＋H2O，正确；C项，操作④为蒸馏操作，用到的玻璃仪器包括蒸馏烧瓶、直形冷凝管、酒精灯、接引管、锥形瓶以及温度计，错误；8.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，然后滴加氯水，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错误的是（）A.Ⅰ和Ⅱ为对照组B.Ⅰ中CCl4层显橙色，说明CCl4层含Br2C.Ⅲ中CCl4层显紫色，说明I2的氧化性强于Br2D.Ⅲ中CCl4层变为橙色，说明水层中不含I－解析：C实验Ⅰ和Ⅱ中可以看到溴、碘溶于CCl4中的颜色，以便为Ⅲ提供颜色对照，所以Ⅰ和Ⅱ为对照组，A正确；Br2在CCl4中显橙色，Ⅰ中CCl4层显橙色，说明CCl4层含Br2，B正确；实验Ⅲ中CCl4层显紫色，是氯水中的Cl2和KI发生置换反应生成I2，说明Cl2的氧化性强于I2；Cl2没有和Br－反应而和I－反应说明I－的还原性强于Br－，可得出结论：Br2的氧化性强于I2，C错误；实验Ⅲ中滴加氯水，振荡后CCl4层显紫色说明I－的还原性强于Br－；继续滴加氯水，振荡后CCl4层变为橙色，说明Cl2和Br－发生反应生成Br2，说明水层中不含I－，D正确。9.（2024·四川成都模拟）如图是从海水中提取精盐和溴的流程示意图。下列说法错误的是（）A.氯化钠可作食品添加剂，防止食品腐败变质B.①中试剂添加顺序可以是BaCl2、Na2CO3、NaOH、稀盐酸C.①中使用的仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗、坩埚、酒精灯等D.②③④的主要目的是富集溴元素解析：C①中试剂添加顺序可以是BaCl2、Na2CO3、NaOH、稀盐酸，依次发生Ba2＋＋SO42－BaSO4↓、Ca2＋＋CO32－CaCO3↓、Ba2＋＋CO32－BaCO3↓、Mg2＋＋2OH－Mg（OH）2↓、OH－＋H＋H2O、CO32－＋2H＋H2O＋CO2↑，B正确；①中经过过滤、蒸发结晶得到精盐，过滤使用的仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗，蒸发结晶使用的仪器有蒸发皿、玻璃棒、酒精灯等，不需要坩埚，C错误二、非选择题（本题包括2个小题）10.下表是某地区市场上销售的一种“加碘食盐”包装袋上的部分文字说明。请根据此表，结合中学化学学科的知识，回答下列问题。配料表精制海盐、碘酸钾含碘量20～40mg·kg－1卫生许可证号××卫碘字（1999）第001号分装日期见封底储藏方法密封、避光、防潮食用方法烹调时，待食品熟后加入碘盐（1）食盐中加碘，这碘指的是元素（填“元素”“原子”或“单质”）。（2）碘酸钾的化学式为KIO3，其中碘元素的化合价为＋5。（3）根据含碘盐的食用方法可推测碘酸钾在受热时容易分解。（4）在酸性条件下，IO3－与I－反应的离子方程式：IO3－＋5I－＋6H＋3I2＋3H2O，生成的单质碘用淀粉溶液检验，（5）加碘盐中含碘量为20～50mg·kg－1。制取加碘盐（含KIO3的食盐）1000kg，若用KI与Cl2反应制KIO3，至少需要消耗Cl210.58L（标准状况，保