高三化学第四章学案20富集在海水中的元素(二)-卤素

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学案20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1．Cl2、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eq\x（）↓↓eq\x（干海带)→eq\x（浸泡液)→eq\x(氧化）→eq\x（过滤)→eq\x（提纯）→eq\x(碘单质)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1．AgNO3溶液——沉淀法未知液eq\o（→,\s\up7（滴加AgNO3溶液和稀硝酸))生成eq\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1(沉淀，则有Cl－，沉淀,则有Br－,沉淀，则有I－))2．置换-—萃取法未知液eq\o（→，\s\up7（加适量新制），\s\do5（饱和氯水，振荡))eq\o(→,\s\up7(加入CCl4下层或),\s\do5（汽油上层，振荡）)有机层呈eq\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1(红棕色或橙红色，表明,有，紫色、浅紫色或紫红色，，表明有))3．氧化——淀粉法检验I－未知液eq\o(→，\s\up7（加入适量新制饱和氯水双氧水),\s\do5(振荡）)eq\o(→,\s\up7(淀粉溶液），\s\do5(振荡))________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．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＋、SOeq\o\al(2－,3)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Cl2〉Br2>I2?（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④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________________________________________________________________________。变式演练1下列关于卤素的叙述中，正确的是()①卤素的钾盐中，最容易被氧化的是氟化钾；②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；③溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性；④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;⑤氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂。A．①③B．②④⑤C．②⑤D．①③④二、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H2O＋BrCl=HBrO＋HClKBr＋BrCl=KCl＋Br2①写出KI与IBr反应的化学方程式_________________________________________。②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__________________________________________________________________________________________________________________。（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：①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IOeq\o\al(－，3)，煮沸去掉过量的Br2；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；④向③得到的CCl4层加入肼（即联氨H2N—NH2）的水溶液，振荡，使I2完全以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，________________________________________________________________________。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，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①NaCl溶液＋氯水＋1mLCCl4，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②KBr溶液＋氯水＋1mLCCl4，振荡，静置，观察四氯化碳层颜色③KI溶液＋氯水＋1mLCCl4，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______________________________________________________________________________________________________________________________。1．判断正误（1)浓硫酸与溴化钠共热制取溴化氢(）（2010·上海－8C）(2)在反应KIO3＋6HI=KI＋3I2＋3H2O中，每生成3molI2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，4I－＋O2＋2H2O=2I2＋4OH－（）(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Cl2________L（标准状况，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．①加入的是CCl4,②加苯,③加酒精B．①加入的是酒精，②加CCl4,③加苯C．①加入的是苯，②加CCl4，③加酒精D．①加入的是苯，②加酒精，③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X2＋H2O=HX＋HXOB．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Cl23．（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：ClO－>I2〉SOeq\o\al(2－,4）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.根据右图的转化关系完成下列有关问题：（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．“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：X〈Y),其化学性质和卤素单质相似.下列说法中正确的是(）A．ICl与水反应可生成HCl和HIO，则1molICl参加反应转移电子数为1molB．某温度，液态IF5电离:2IF5IFeq\o\al（＋,4）＋IFeq\o\al（－,6）,则c（IFeq\o\al（＋，4）)·c(IFeq\o\al（－，6))不是一个常数C．BrCl与Zn反应生成ZnCl2和ZnBr2D．XYn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KMnO4溶液，红色褪去；②向另一份中通入SO2，红色也褪去。下列说法不正确的是(）A．①红色褪去的原因是KMnO4将SCN－氧化B．②红色褪去的原因是SO2将Fe3＋还原为Fe2＋C．②红色褪去的原因是SO2将SCN－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”的溴，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，通入氯气把溴置换出来，然后用一种气体X把溴吹出，再用纯碱溶液吸收,这时，溴转化为溴离子和溴酸根，最后用硫酸酸化,单质溴可从溶液中析出。（1）把溴吹出的气体X，最可能用下面的____(填序号).A．乙烯B．空气C．氩气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溴即可，你认为其建议是否合理.________（填“是”或“否"），并说明理由________________________________________________________________________.（3）纯碱溶液吸收溴的离子方程式____________________________________________，硫酸酸化得到单质溴的离子方程式为___________________.(4）工业上曾用惰性电极电解盐卤的方法来获取溴，当用惰性电极电解MgBr2溶液时,除得到溴之外，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溴的过程如下：（1）从海水中可以得到食盐。为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al（2－,4)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Na2CO3溶液,⑤加过量BaCl2溶液.正确的操作顺序是________.A．①④②⑤③B．④①②⑤③C．②⑤④①③D．②④⑤①③(2）步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的为________________________________________________________________________.（3）步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，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Br2、CaSO4和Mg（OH）2，能否按Br2、Mg(OH）2、CaSO4的顺序制备：________________________________________________________________________，原因是____________________________________________________________________。（3）溴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，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氯化碳,原因是_______________________________________________________________________________________________________________.学案20富集在海水中的元素(二）——卤素【课前准备区】知识点一1．Br－溴元素卤深红棕液紫黑固橙色深黄色→褐色橙色→橙红色紫色→深紫色2．（1)〉>>〉Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2Cl2＋2I－=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．Br－I－3．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、SOeq\o\al(2－,3)、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：Br2＋2NaOH=NaBrO＋NaBr＋H2O。(3）与较活泼金属(如Mg＋Br2=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，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）Br2＋2OH－=Br－＋BrO－＋H2O（2）2Na＋Br2=2NaBr2Fe＋3Br2eq\o(=，\s\up7(△）)2FeBr3(3）Br2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2Br－Br2＋SOeq\o\al（2－，3）＋H2O=SOeq\o\al(2－,4）＋2H＋＋2Br－2．（1）Fe＋I2eq\o（=，\s\up7（△)）FeI22Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2（2)①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。②Cl2能从KBr、NaI溶液中置换出Br2、I2；Br2能从NaI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．(1)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;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，从而进行物质检验或测定。典例导悟1(1)cdabe(2)MnO2＋4HCl（浓）eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O（3)溶液变蓝色溶液变橙黄色吸收剩余Cl2(4）Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－(5）溶液变棕黄色（6)蓝色褪去I2＋2NaOH=NaI＋NaIO＋H2O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。①中加入NaOH溶液，I2＋2NaOH=NaI＋NaIO＋H2O，会使蓝色褪去.2(1)①KI＋IBr=KBr＋I2②C6H6＋ICl→C6H5I＋HCl（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)①据KBr＋BrCl=KCl＋Br2可直接写出。②根据eq\o(H,\s\up6（＋1）)-OH＋Beq\o(r，\s\up6(＋1））—Cl=H—O—Beq\o（r，\s\up6(＋1）)＋eq\o(H,\s\up6（＋1))Cl规律,可在H2O分子中，eq\o(H，\s\up6（＋1)）原子位置应该由Beq\o(r，\s\up6（＋1））Cl中的Beq\o（r,\s\up6(＋1))原子代替，推知当C6H6与eq\o(I,\s\up6(＋1）)Cl发生取代反应时,eq\o（H,\s\up6（＋1））原子的位置应由eq\o（I,\s\up6（＋1))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)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）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H2N—NH2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1C[①在卤素的钾盐中，氟化钾最难氧化;③AgI也具有感光性;④能氧化I－→I22（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④，步骤为:KI溶液＋溴水＋1mLCCl4，振荡，静置、观察CCl4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。Cl2能置换出Br2、I2,Br2能置换出I2，则说明氧化性Cl2〉Br2>I2.【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)×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＋5Cl2＋6H2O=2HIO3＋10HCl(2)KI、I2（3)红棕HBrO3>Cl2>HIO3（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