1、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。知识点一卤素单质及其化合物的性质1Cl2、Br2、I2的物理性质溴元素主要以_形式存在于海水中，人们把_称之为“海洋元素”。氯、溴、碘三种元素在元素周期表中排在同一纵列里，都属于_族元素，简称“卤素”。Br2是一种_色_体，易挥发；I2是一种_色_体，易升华。Br2溶解在水中的颜色是_，I2溶解在水中的颜色是_，Br2溶解在CCl4中的颜色是_，I2溶解在CCl4中的颜色是_。问题思考1如何保存液溴？ 2卤素的氧化还原性及海水提取溴、海带
2、中碘元素的检验(1)卤素单质氧化性的顺序是：Cl2_Br2_I2；阴离子的还原性顺序是：I_Br_Cl。请写出Cl2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)从海水中提取溴一般要经过_、_、_三步。利用溴的_性，鼓入_或水蒸气，就可将溶解在苦卤中的溴分离出来。(3)海水中的碘浓度很低，一般从海产品，如海带中提取。 水 问题思考2请列举哪些物质能使溴水褪色？ 知识点二卤素离子的检验方法1AgNO3溶液沉淀法未知液生成2置换萃取法未知液有机层呈3氧化淀粉法检验I未知液_溶液，表示有I问题思考3淀粉KI试纸常用于检验哪些物质？ 一、卤素单质的性质比较1
3、相似性(1)除F2外，Cl2、Br2、I2都能与NaOH溶液反应，试写出Br2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Br2反应的方程式：_、_。(3)与一些还原性离子的反应，试写出Br2分别与Fe2、SO离子方程式：_、_。2递变性(1)分别写出I2和Fe的反应，及I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Cl2Br2I2? (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)F2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1某化学课
4、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。(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_。(2)装置烧瓶中反应的化学方程式为_。(3)装置中的现象是_，装置中的现象是_，装置的作用是_。(4)装置中反应的离子方程式为_。(5)若将反应的中的溶液滴入到KI溶液中，产生的现象是_。(6)向反应后的中加入足量的NaOH溶液，产生的现象是_，反应的方程式是_。变式演练1下列关于卤素的叙述中，正确的是()A.溴中溶有少量氯气，可以加入溴化钠溶液再用汽油萃取的方法提纯；B.溴化银具有感光性，碘化
5、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溴水；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BrCl能发生下列反应H2OBrCl=HBrOHClKBrBrCl=KClBr2写出KI与IBr反应的化学方程式_。写出苯(C6H6)与ICl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_
6、。 (3)试推测ICl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3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：向含微量I并且呈中性或弱酸性溶液里加入溴水，将I完全氧化成IO，煮沸去掉过量的Br2；向由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；在得到的水溶液中加入足量的CCl4，振荡，把生成的I2从水溶液里全部转移到CCl4中，用分液漏斗分液去掉水层；向得到的CCl4层加入肼(即联氨H2NNH2)的水溶液，振荡，使I2完
7、全以I形式从CCl4层进入水层，用分液漏斗分液去掉CCl4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：_。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，_。从漏斗上口倒出上层液体。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，I的量是原溶液里I的量的_倍。经过n次“化学放大”的溶液里，I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
8、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、溴、碘的氧化性强弱比较实验药品：NaCl溶液、KBr溶液、KI溶液、氯水、溴水、四氯化碳实验步骤实验结论NaCl溶液氯水1 mL CCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色氧化性从强到弱的顺序：氯、溴、碘KBr溶液氯水1 mL CCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色KI溶液氯水1 mL CCl4，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)CCl4在实验中所起的作用是_；(3)在实验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_。1判断正误(1)浓硫酸与溴化钠
9、共热制取溴化氢()(2010上海8C)(2)在反应KIO36HI=KI3I23H2O中，每生成3 mol I2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8B)(4)淀粉碘化钾溶液在空气中变蓝，4IO22H2O=2I24OH()(2010上海19D)(5)HF、HCl、HBr、HI的热稳性和还原性依次减弱()(2010山东理综11B)(6)从HF、HCl、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8D)2(2010四川理综，27(1)碘是_(填颜色)固体物质，实验室常用_方
10、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CCl4后滴加氯水，CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水，振荡，CCl4层会逐渐变浅，最后变成无色。完成下列填空：(1)写出并配平CCl4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CCl4层变成_色；继续滴加氯水，CCl4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2050 mgkg1。制取加碘盐(含KIO3的食盐)1 000 kg，若用KI与Cl2反应制KIO3，至少
11、需要消耗Cl2_L(标准状况，保留2位小数)。题组一卤素的性质1.在盛有溴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福州模拟)下列说法正确的是()A卤素单质(X2)跟水反应的通式是X2H2O=HXHXOB液溴保存在煤油中C漂白粉的有效成分是次氯酸钙D光照氯水有气泡逸出，该气体是O23(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
12、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：ClOI2SOB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I被ClO氧化为I2，I2遇淀粉变蓝D若将Na2SO3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：(1)写出的离子方程式：_。写出的离子方程式：_。(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“XYn”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：XCl
13、22Br=2ClBr2Cl22I=2ClI2Br22I=2BrI2(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2BrI3蓝色问题思考1盛溴的试剂瓶加水，进行水封，瓶塞再用蜡封，瓶塞不能用橡胶塞。2(1)被H2S、SO2、SO、I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：Br22NaOH=NaBrONaBrH2O。(3)与较活泼金属(如MgBr2=MgBr2)反应而褪色。(4)能与溴发生加成反应的不饱和烃及其衍生物，如烯烃、炔烃等。(5)能被溴水氧化的、含有醛基的化合物。(6)能与溴水发生反应的碱性物质，如Na2CO3等。(7)加入活性炭等吸附剂
14、，使溴水褪色。3检验强氧化性物质如Cl2、Br2、FeCl3溶液，O3等，工作原理是I被氧化成I2而使淀粉变蓝。【课堂活动区】一、1.(1)Br22OH=BrBrOH2O(2)2NaBr2=2NaBr2Fe3Br22FeBr3(3)Br22Fe2=2Fe32BrBr2SOH2O=SO2H2Br2(1)FeI2FeI22Fe32I=2Fe2I2(2)卤素单质和H2反应的条件及氢化物的稳定性：例如F2和H2在暗处即能爆炸(剧烈反应)，H2和Cl2光照能爆炸，而Br2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。Cl2能从KBr、NaI溶液中置换出Br2、I2；Br2能从NaI
15、溶液中置换I2，而不能从NaCl溶液中置换Cl2等。(3)这是由原子结构决定的，从FI，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(1)常温下，F2与水剧烈反应：2F22H2O=4HFO2，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；Br2在常温下是红棕色液体；碘易升华，遇淀粉变蓝色；Cl2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，
16、从而进行物质检验或测定。典例导悟1(1)cdabe(2)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O(3)溶液变蓝色溶液变橙黄色吸收剩余Cl2(4)Cl22Br=Br22Cl(5)溶液变棕黄色(6)蓝色褪去I22NaOH=NaINaIOH2O解析根据卤素单质的氧化性强弱来验证，应该将Cl2通入到NaBr和KI溶液中，观察现象。实验中剩余的Cl2必须进行处理，故应用NaOH溶液吸收。根据反应原理知Cl2通入到NaBr溶液中置换出Br2，溶液应变为橙黄色，Cl2通入到KI淀粉溶液中置换出I2，溶液应变蓝色。中加入NaOH溶液，I22NaOH=NaINaIOH2O，会使蓝色褪去。2(1)KIIBr
17、=KBrI2C6H6IClC6H5IHCl(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(1)据KBrBrCl=KClBr2可直接写出。根据 OHB Cl=HOBCl规律，可在H2O分子中，原子位置应该由BCl中的B原子代替，推知当C6H6与Cl发生取代反应时，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，ICl的相对分子质量为162.5，与这个值大小最接近的范围是Br2为160，IBr为207，可得。3、(1) 或者 (2)取下漏斗口上的塞子或使塞子
18、上的凹槽(或小孔)对准漏斗上的小孔迅速关闭活塞(3)66n解析考查氧化还原和萃取分液的实验操作。，经过该反应得到的I2又和H2NNH2发生氧化还原反应生成I，这样得到的I是原来的6倍，所以经过n次“化学放大”的溶液里，I的量是原溶液里的量的6n倍。变式演练1ADB.AgI也具有感光性；C.能氧化II2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Br2、I2溶于其中，便于观察现象(3)由无色逐渐变为红棕色(4)不能证明溴的氧化性强于碘再做一组实验，步骤为：KI溶液溴水1 mL CCl4，振荡，静置、观察CCl4层颜色解析利用非金属单质间的置换
19、反应来比较单质的氧化性强弱。Cl2能置换出Br2、I2，Br2能置换出I2，则说明氧化性Cl2Br2I2。【课后练习区】高考集训1(1)解析浓H2SO4能将Br氧化。(2)解析应转移5NA。(3)(4)(5)解析HF、HCl、HBr、HI键能依次减弱，故热稳定性依次减弱，而还原性依次增强。(6)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)I25Cl26H2O=2HIO310HCl(2)KI、I2(3)红棕HBrO3Cl2HIO3(4)10.58解析(2)根据题意，反应过程 中Cl2首先氧化KI生成单质碘，Cl2过量时I2继续被氧化
20、生成HIO3，因此整个过程中还原剂为KI和I2。(3)Cl2与KBr反应生成单质溴，溴溶于CCl4呈红棕色。Cl2不能继续氧化溴生成HBrO3，因此氧化性HBrO3Cl2；又因Cl2氧化I2生成HIO3，则氧化性Cl2HIO3，因此氧化性由强到弱的顺序为HBrO3Cl2HIO3。(4)根据题意，发生反应为：2KICl2=2KClI2，I25Cl26H2O=2HIO310HCl。因此存在关系式：3Cl2 HIO3KIO3I3Cl2 I322.4 L 127 gV(Cl2) 1 000 kg20103 gkg1则，解得V(Cl2)10.58 L。考点集训1C2CD2F22H2O=4HFO2，故A项
21、错；少量的液溴利用水封保存，故B项错；漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2，故C项正确；光照氯水时，2HClO2HClO2，产生的气体是O2，故D项错。3BSO具有强还原性，可被ClO和I2氧化；第二步溶液蓝色消失是SO还原I2的结果。4(1)MnO22Cl4HMn2Cl22H2OBr22I=2BrI2(2)KClAgBr(3)I2Br2Cl2MnO2解析由题意知，H使淀粉溶液呈蓝色说明 H为I2；因F(橙色)G(钾盐)I2D，所以F为溴水，D为KBr，I为AgBr；又因为CKBrBr2E，说明C的氧化性比Br2强，则C可能为Cl2，E为KCl；B为黑色粉
22、末为MnO2，A为浓盐酸。5CH2O=HH O没有化合价变化，是非氧化还原反应，A项错；XYn是不同卤素原子形成的化合物，若n1，则一定是极性分子，D项错。6C红色溶液中含有Fe3、SCN，其中SCN具有还原性，能与KMnO4反应，Fe3具有氧化性能与SO2反应，由于反应后Fe3、SCN都消失，红色褪去。7(1)B(2)否需大量萃取剂，污染大，利用率低(3)3Br23CO23=5BrBrO3CO2 5Br6HBrO=3Br23H2O(4)Mg(OH)2和H28(1)C(2)富集溴元素(3)Br2SO22H2O=2BrSO4H强酸对设备的腐蚀9(1)阳离子（Na+） 钛（石墨）(2)否 如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹有杂质CaSO4沉淀，产品不纯(3)分离Br2和四氯化碳工艺复杂，设备投资大，经济效益低，同时引起污染解析 依据海水资源开发的图示和氯碱工业工业中隔膜得效果，逐步逆推，并注意每步操作所引起得影响与效果。阴极得NaOH溶液，则离子膜和隔膜只允许通过阳离子，即Na+，阳极材料为钛或石墨。Br2可直接通过Cl2氧化制得；若使第二步制得Mg(OH)2，则必须加入石灰水，因CaSO4是微溶的，故也可同时使CaSO4沉淀。在实验中可采取CCl4萃取Br2,但从CCl4中分离出单质Br2的工艺复杂。
