2024届新高考化学热点冲刺复习：卤素　海水资源的开发和利用

2024届新高考化学热点冲刺复习卤素

海水资源的开发和利用1.卤素单质的物理性质[提醒]Br2具有较强的挥发性,I2受热易升华。

F2Cl2Br2I2状态气态气态液态固态颜色淡黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色密度小

→大熔沸点低

→高溶解性在水中溶解度(或反应)由大到小2.卤素单质的化学性质(1)相似性(F2、Cl2、Br2具有强氧化性,I2具有弱氧化性)[提醒]最高价氧化物对应的水化物(除F外)都符合HXO4形式,都是强酸,HClO4是酸性最强的酸。物质具体性质单质从F2→I2,与H2反应越来越难与变价金属(如Fe、Cu)反应,F2、Cl2、Br2生成高价金属卤化物,I2生成低价金属卤化物氢化物稳定性:HF>HCl>HBr>HI还原性:HF<HCl<HBr<HI酸性:HF<HCl<HBr<HI最高价氧化物对应的水化物酸性:HClO4>HBrO4>HIO4(F无最高价含氧酸)(2)递变规律

白色淡黄色黄色Br-I-(3)氧化——淀粉法检验I-未知液(无色)

色溶液,表明有I-。

蓝判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)卤素单质都能与铁反应生成FeX3(X=F、Cl、Br、I)(

)(2)向无色溶液中滴加氯水和CCl4,振荡,静置,下层溶液显紫色说明原溶液中有I-(

)×[解析]除F2之外的卤素单质X2与水反应都生成HX和HXO,F2与水反应生成HF和O2。√(3)卤素单质都能与水反应,生成HX和HXO(X=F、Cl、Br、I)(

)×(4)CCl4萃取碘水中的I2,先从分液漏斗下口放出有机层,后从上口倒出水层(

)(5)实验室从海带提取单质碘的方法:取样→灼烧→溶解→过滤→萃取(

)√×(6)浓硫酸不能干燥HBr、HI,因为HBr、HI还原性较强,能与浓硫酸发生氧化还原反应(

)√[解析]海带中含有I-,要加入氧化剂将I-氧化成I2,再加入萃取剂萃取。(7)加碘盐中含有碘酸钾,能使淀粉变蓝(

)×[解析]淀粉遇到碘单质变蓝。1.下列关于卤素的叙述正确的是(

)A.卤素的钾盐中,最易被氧化的是KFB.溴中溶有少量氯气,可加入溴化钠再用裂化汽油萃取提纯C.氟气跟氯化钠水溶液反应,一定有NaF和Cl2生成D.氯气跟水反应时,水既不是氧化剂也不是还原剂题组一卤素的性质及递变规律D[解析]还原性:F-<Cl-<Br-<I-,KF最难被氧化,A错误;裂化汽油中烃类含有不饱和碳碳键,可与Br2发生加成反应,应用CCl4或苯等萃取,B错误;F2极易与水反应,不能与NaCl发生置换反应生成NaF和Cl2,C错误;Cl2与水反应时,只有Cl元素价态变化,故水既不是氧化剂也不是还原剂,D正确。2.下列关于卤素(用X表示)的叙述错误的是(

)A.卤素单质与水反应均可用反应X2+H2O⇌HXO+HX表示B.HX的热稳定性随X的核电荷数的增大而减小C.卤素单质的颜色由F2→I2随相对分子质量增大而变深D.X-的还原性由弱到强为F-<Cl-<Br-<I-A[解析]卤素单质中,氟气和水反应生成HF和O2,不符合X2+H2O⇌HXO+HX,故A错误;卤素原子得电子的能力越强,HX的热稳定性越强,卤素原子的得电子能力随X的核电荷数的增大而减小,所以HX的热稳定性随X的核电荷数的增大而减小,故B正确;2.下列关于卤素(用X表示)的叙述错误的是(

)A.卤素单质与水反应均可用反应X2+H2O⇌HXO+HX表示B.HX的热稳定性随X的核电荷数的增大而减小C.卤素单质的颜色由F2→I2随相对分子质量增大而变深D.X-的还原性由弱到强为F-<Cl-<Br-<I-A卤素单质的颜色从上到下逐渐加深,由F2→I2依次是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色、紫黑色,故C正确;卤素单质的氧化性从上到下逐渐减弱,对应离子的还原性依次增强:F-<Cl-<Br-<I-,故D正确。题组二卤素单质间的置换反应1.

某同学进行如下实验: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

2.

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的一种制备方法如图所示:①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为___________________________,生成的沉淀与硝酸反应,生成_______

后可循环使用。

2AgI+Fe2Ag+Fe2++2I-AgNO3[解析]由流程图可知悬浊液中含AgI,AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag,FeI2易溶于水,在离子方程式中能拆写为离子形式,故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI+Fe2Ag+Fe2++2I-,生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环。

FeI2+Cl2I2+FeCl2I2、FeCl3

I2被进一步氧化

4防止单质碘析出

题组三

卤素离子的检验1.下列叙述中正确的是 (

)A.能使润湿的淀粉-KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2B.用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液C.向某溶液中加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-D.某浅黄色的溴水,加入CCl4振荡静置后,上层显橙红色B[解析]还有很多氧化剂(如HNO3、O3等)能将I-氧化为I2,A项错误;碘单质的CCl4溶液显紫色,而非I-,C项错误;CCl4的密度比水大,应下层显橙红色,D项错误。提升关键能力2.鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是(

)①碘水、淀粉溶液

②氯水、CCl4

③溴水、苯

④稀硝酸、AgNO3溶液

⑤氯水、苯

⑥FeCl3溶液、CCl4A.①②④ B.②③⑥

C.②④⑤ D.④⑤⑥C[解析]①NaCl、NaBr、NaI中加碘水和淀粉溶液均变蓝色,无法鉴别;②氯水加入NaBr、NaI中后,再加CCl4萃取,下层分别为橙红色和紫红色,加入NaCl中不发生反应,可以鉴别;③溴水与NaCl、NaBr不反应,与NaI反应生成I2,用苯萃取后,前两种上层均为橙红色,无法鉴别;2.鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是(

)①碘水、淀粉溶液

②氯水、CCl4

③溴水、苯

④稀硝酸、AgNO3溶液

⑤氯水、苯

⑥FeCl3溶液、CCl4A.①②④ B.②③⑥

C.②④⑤ D.④⑤⑥C④NaCl、NaBr、NaI与AgNO3溶液反应分别生成AgCl、AgBr、AgI沉淀,且均不溶于稀HNO3,沉淀颜色依次为白色、淡黄色、黄色,可以鉴别;⑤与②的原理相似,只是有色层在上层,可以鉴别;⑥FeCl3溶液只能氧化I-生成I2,不能鉴别。

淡化蒸馏反渗透Cl2H2、NaOH2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑3.从海水中提取溴的方法(1)工艺流程(2)基本步骤及主要反应Cl2+2Br-

=Br2+2Cl-

2HBr+Cl2

=2HCl+Br24.从海带中提取碘(1)实验流程(2)两种原理①主要的化学原理:Cl2+2KI=2KCl+I2。②主要的物理原理:单质碘用苯萃取,分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。(3)海水呈弱碱性(

)1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)从海水中提取溴的工艺流程中两次出现Br-

Br2的过程,其目的是对海水中的溴元素进行富集(

)(2)从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现(

)√[解析]海水晒盐是物理变化。×√(5)蒸发海水制成饱和食盐水,将其电解可制得金属钠(

)(4)实验室从海带中提取单质碘的方法:取样→灼烧→溶解→过滤→萃取(

)××[解析]缺少了氧化过程。[解析]电解饱和食盐水得到的是NaOH、氢气和氯气。2.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,用空气将溴从“吹出塔”中吹出,向“吸收塔”中通入二氧化硫气体和水,二氧化硫与溴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、蒸馏和冷凝等环节,A正确;海水中Br-经氧化、吹出、吸收后,可实现溴的富集,B正确;“吸收塔”中发生的反应为二氧化硫与溴、水反应生成硫酸和氢溴酸,反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr,C正确;若“吸收塔”内用Na2CO3溶液吸收吹出的Br2,该化学方程式中氧原子、得失电子都不守恒,D错误。1.欲从含Br-的海水中提取溴单质,需要经过一系列操作,实验装置及物质的性质如下:题组一从海水中提取溴物质Br2CCl4正十二烷密度/(g·cm-3)3.121.590.753沸点/℃58.7876.8215~217下列说法中正确的是

(

)A.可用装置甲氧化海水中的Br-B.装置乙中选用正十二烷而不用CCl4,是因为正十二烷的密度更小C.用装置丙进行蒸馏,先收集正十二烷再收集Br2D.可用装置丁长期贮存液溴D[解析]装置甲通入的氯气会将液体压入氢氧化钠溶液中,不能用装置甲氧化海水中的Br-,A错误;装置乙中选用正十二烷而不用CCl4,是因为正十二烷的沸点高,便于使用蒸馏法分离溶于正十二烷中的溴,B错误;用装置丙进行蒸馏,Br2的沸点比正十二烷低,所以先收集到的是溴,C错误。2.工业上从海水中提取液溴的流程图如下:已知:溴的沸点为58.78℃,微溶于水,有毒性。请回答:(1)某同学利用如图所示装置进行步骤①至步骤④的实验,当进行步骤①时,应关闭活塞

,

打开活塞

。bdac[解析]进行步骤①的目的是通入氯气氧化溴离子,应关闭b、d,打开a、c,进行反应和尾气处理。(2)步骤②中可根据

,简单判断热空气的流速。

(3)步骤③中简单判断反应完全的依据是

。

A中气泡产生的快慢B中溶液褪色[解析](2)步骤②是利用溴单质易挥发的性质,关闭a、c,打开b、d,通入热空气将生成的溴单质赶进装置B,和通入的二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸,根据A中气泡冒出的快慢判断热空气的流速。(3)步骤③中是二氧化硫和溴单质发生氧化还原反应生成氢溴酸和硫酸,因此简单判断反应完全的依据是溴水由橙色变为无色,即B中橙色刚好褪去。[解析]

海水中Br-浓度低,从“溴与水的混合物Ⅰ”到“溴与水的混合物Ⅱ”的过程,目的是增大溴单质的浓度,富集溴元素。(4)从“溴与水的混合物Ⅰ”到“溴与水的混合物Ⅱ”的目的是

。

浓缩Br2(或富集溴)

[解析]

蒸馏装置中温度计测定的是馏出成分的蒸气温度,蒸馏烧瓶中安装温度计时应注意温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处;为提供稳定的加热温度,避免温度过高,装置C应改为水浴加热;装置E可冷凝溴蒸气得到液溴;溴有毒,装置F中的氢氧化钠溶液用于吸收溴蒸气,防止污染空气。(5)步骤⑤用如图所示装置进行蒸馏,蒸馏烧瓶中尚未安装温度计,安装时应注意

,直接加热装置C不合理,应改为

,图中E、F的作用分别是

、

。温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口附近水浴加热收集溴吸收尾气题组二从海带中提取碘1.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。2.从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下,下列关于海带提碘的说法不正确的是 (

)A.实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌B.在含I-的滤液中加入稀硫酸和H2O2后,碘元素发生氧化反应C.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色D.在碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液,该操作为萃取A[解析]灼烧干海带应在坩埚中进行,而不应在蒸发皿中灼烧,A错误;在含I-的滤液中加入稀硫酸和H2O2,发生反应2I-+H2O2+2H+

=I2+2H2O,I元素被氧化,B正确;淀粉溶液遇单质I2变蓝色,C正确;CCl4萃取碘水中的碘单质,D正确。3.碘元素是人体的必需微量元素之一。某学习小组在实验室进行海带提碘的探究,