（新课标）2020版高考化学一轮总复习 第4章 第二节 富集在海水中的元素——氯、溴、碘讲义.docx

1、- 1 -第二节 富集在海水中的元素氯、溴、碘高考备考指南考纲定位 1.了解氯元素单质及其重要化合物的制备方 法，掌握其主要性质及其应用。2.了解氯元素单质及其重要化合物对环境的影响。3.掌握氯气的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法)。4.以上各部分知识的综合应用。核心素养1.变化观念分析卤素及其化合物的化学反应，预测在一定条件下卤素及其化合物可能发生的化学变化2.证据推理收集各种证据对卤素及其化合物的性质及其变化提出可能假设，基于证据进行分析推理、证实或证伪假设；能解释证据与结论之间的关系，确立形成科学结论所需的证据和寻找证据的途径。3.实验探究发现或提出对卤素及其化合物有探

2、究价值的化学问题，能依据探究目的设计并优化实验方案，完成实验操作，能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论。4.创新意识能和同学交流实验探究的成果，提出进一步探究或改进实验的设想，敢于具有质疑和批判的创新精神。5.社会责任关注与卤素有关的热点问题(如漂白剂，消毒剂)；认识环境保护和资源合理开发的重要性(如海水中提卤素)，具有可持续发展的意识，赞赏卤素对社会的重大贡献。氯气及其化合物(对应复习讲义第 40 页)1Cl 2的物理性质Cl2在通常情况下，是一种黄绿色具有强烈刺激性气味的有毒气体，可溶于水，通常状况下，1 体积水能溶解 2 体积 Cl2，密度比空气的大。2Cl 2的化学性质Cl 的原子

3、结构示意图为 17_2 ,_8,_7,_，单质表现较强的_氧化_性。写出下列反应的化学方程式和部分反应现象，指出 Cl2在反应中表现氧化性还是还原性。- 2 -Er氯 气 的 化 学 性 质 与 单 质 反 应 与 Fe： 2Fe 3Cl2= = = = =点 燃 2FeCl3，产 生 棕 黄 色 烟与 Cu： Cu Cl2= = = = =点 燃 CuCl2，产 生 棕 黄 色 烟与 H2： H2 Cl2= = = = =点 燃 或 光 照 2HCl，产 生 苍 白 色 火 焰 ， 出 现 白 雾光 照 或 加 热 Cl2与 H2的 混 合 气 体发 生 爆 炸 Cl2均 表 现氧 化 性

4、与 H2O 反 应ror! 与 还 原 剂 反 应 与 FeCl2： Cl2 2FeCl2= = =2FeCl3与 SO2 H2O： Cl2 SO2 2H2O= = =2HCl H2SO4与 KI溶 液 ： 2KI Cl2= = =I2 2KClCl2表 现 与 烷 烃 取 代 反 应Cl2 CH3CH3 光 CH3CH2Cl HCl 与 烯 烃 加 成 反 应 Cl2 CH2= = =CH2 CH2ClCH2Cl3氯的重要化合物(1)次氯酸HClO 2HClO 2HClO 2，氯水要 弱 酸 性 比 碳 酸 弱 不 稳 定 性 = = = = =光 现用现配，保存在棕色试剂瓶中 强 氧 化

5、性 使 有 色 布 条 褪 色 ， 用 作 消 毒 剂 、漂 白 剂(2)漂白粉制备方程式：2Cl 22Ca(OH) 2=CaCl2Ca(ClO) 22H 2O。主要成分：Ca(ClO) 2和 CaCl2，有效成分为 Ca(ClO)2。化学性质a水溶液呈碱性，水解的离子方程式为 ClO H 2OHClOOH 。b与酸性物质作用生成强氧化性的 HClO，作消毒剂和漂白剂。(3)在空气中失效的原理为 Ca(ClO)2CO 2H 2O=2HClOCaCO 3，2HClO2HClO 2，保存时要密封。= = = = =光 照 判 断 正 误(1)(2018全国卷)漂白粉可用于生活用水的消毒。( )(2

6、)Cl2与足量 Fe 反应可生成 FeCl2。( )(3)Cl2使品红溶液褪色说明 Cl2具有漂白性。( )(4)漂白液的有效成分为 NaClO，溶液呈碱性。( )(5)氯水应保存在棕色广口试剂瓶中。( )(6)漂白粉在空气中久置变质的原因：漂白粉中的 CaCl2与空气中的 CO2反应生成CaCO3。( )(7)氯水光照生成的气体为 Cl2。( )提示 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)- 3 -氯水的成分及性质的多重性角度 1 氯气及重要化合物的性质1下列关于氯气及其化合物有关的说法不正确的是_(填序号)。氯气可使湿润的红布条褪色，所以氯气具有漂白性Cl 2与过量 Fe

7、反应生成 FeCl31 mol Cl 2通入足量的水中反应，转移的电子数为 1 mol工业上利用 Cl2与石灰乳反应制取漂白粉纯净的 H2在 Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶瓶口呈现雾状；光照 H2和Cl2的混合气体时，因迅速化合而爆炸氯气能与水反应生成 HClO 和 HCl，久置氯水最终变为稀盐酸，溶液的 pH 变大氯水能杀菌消毒是因为含有 Cl2，Cl 2有强氧化性漂白液呈碱性的原因是 ClO 水解漂白粉在空气中久置可生成 CaCO3用 Cl2消毒的自来水中可能含有有机氯化物对人体有害Cl2与 CH4反应可生成四种有机物Cl2发生泄漏，应逆风往高处转移答案 角度 2 氯水的成分和

8、多重性探究2(2019定州月考)氯气的水溶液称为“氯水” ，氯水中含有多种分子和离子，因此氯水有多重性质，下列有关新制氯水的说法中不正确的是( )A新制氯水呈黄绿色，且有刺激性气味，说明氯水中含有 Cl2B新制氯水滴在蓝色石蕊试纸上，试纸先变红色后褪色，可说明氯水中含有 Cl2C.向淀粉碘化钾溶液中加入氯水，溶液变成蓝色，说明 Cl2可以与盐发生置换反应D新制氯水滴到 Na2CO3溶液中，有气体产生，说明氯水中含有 HB Cl 2H 2OHClHClO，氯水中含有 Cl2、H 、Cl 、 HClO。A 项，氯气是黄绿色气体，新制氯水呈现黄绿色，说明氯水中含有 Cl2，故说法正确；B 项，试纸先

9、变红，说明含有H ，后褪色，是因为 HClO 的漂白性，故说法错误；C 项，溶液变蓝说明生成 I2，新制氯水的主要成分是 Cl2，说明发生反应：Cl 22I =2Cl I 2，故说法正确；D 项，发生反应：2H CO =CO2H 2O，故说法正确。23- 4 -3在新制饱和氯水中，若只改变某一条件，下列叙述正确的是( )A再通入少量氯气， 减小c（ H ）c（ ClO ）B通入少量 SO2，溶液漂白性增强C加入少量的碳酸钠粉末，pH 增大，溶液漂白性增强D光照过程中，有气泡冒出，溶液的导电性减弱C 饱和氯水不能再溶解氯气，各成分的浓度不变，A 项错；通入少量SO2，SO 2Cl 22H 2O=

10、2HCl H2SO4，Cl 2H 2OH Cl HClO 的平衡逆向移动，使 HClO的浓度减小，漂白性减弱，B 项错；加入少量的碳酸钠粉末，消耗 H ，使上述平衡正向移动，HClO 的浓度增大，C 项正确；光照过程中，HClO 分解生成 O2和 HCl，溶液中的离子浓度增大，导电性增强，D 项错。4向含酚酞的 NaOH 溶液中滴加氯水，溶液由红色变为无色，其原因可能有二：一是氯水中含有 HClO，因 HClO 具有漂白作用使溶液褪色；二是氯水中含有 H ，因发生中和反应使溶液褪色。请设计简单的实验证明哪种原因是合理的。答案 取褪色后的溶液再加入 NaOH 溶液，若又恢复红色，则说明后者合理；

11、若不恢复红色，则说明前者合理。Cl2H 2OHCl HClO 平衡移动的应用向氯水中加入的物质(或改变的条件) 浓度变化 平衡移动的方向 应用可溶性氯化物 c(Cl )增大，c(HClO)减小 左移 用饱和食盐水除 Cl2中的 HCl 气体用排饱和食盐水法收集 Cl2盐酸 c(H )和c(Cl )增大 左移 洁厕剂和“84”消毒液不宜混用NaOH c(H )减小 右移 用 NaOH 溶液吸收多余的 Cl2光照 c(HClO)减小 右移氯水应避光保存在棕色试剂瓶中，且现用现配碳酸钙 c(HClO)增大 右移 制取次氯酸浓度较大 的氯水- 5 -氯气的实验室制法及性质探究(对应复习讲义第 42 页

12、)1实验装置反 应原 理 |用 强 氧 化 剂 （ 如 KMnO4、 K2Cr2O7、 KClO3、MnO2等 ） 氧 化 浓 盐 酸MnO2 4HCl（ 浓 ） = = = = = MnCl2 Cl2 2H2O或 2KMnO4 16HCl（ 浓 ） = = =2KCl2MnCl2 5Cl2 8H2O )装 置类 型固 体 液 体 加 热 或 不 加 热 气 体 净 化方 法 |通 过 盛 饱 和 食 盐 水 的 洗 气 瓶 除 去 HCl，再 通 过 盛 浓 硫 酸 的 洗 气 瓶 除 去 水 蒸 气 )收 集气 体向 上 排 空 气 法 或 排 饱 和 食 盐 水 法 尾 气吸 收 用 强

13、 碱 溶 液 （ 如 NaOH溶 液 ） 吸 收2验满方法(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛 Cl2的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满。(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛 Cl2的瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明已集满。提醒 实验室用 MnO2和浓盐酸制取 Cl2时应注意以下四点(1)为了减少制得的 Cl2中 HCl 的含量，加热温度不宜过高，以减少 HCl 的挥发。(2)因 Cl 浓度越小，其还原性越弱，所以必须用浓盐酸加热才可反应，稀盐酸不反应。(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的 Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。(4)尾气吸收时，用 NaOH 溶液吸收 Cl2，不能用澄

14、清石灰水吸收，因为溶液中含 Ca(OH)2的量少，吸收不完全。角度 1 Cl 2的一般实验室制法(原理、除杂、收集和尾气处理)1(2019烟台模拟)实验室制备氯气的装置如图。图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是( )- 6 -A BC DD 除 HCl 用饱和 NaCl 溶液，干燥 Cl2时从长管进气，吸收 Cl2不用澄清石灰水，应用浓度较大的 NaOH 溶液。2实验室用 MnO2和浓盐酸制 Cl2时，有如下操作：连接好装置，检查装置气密性；缓缓加热；加入 MnO2粉末；从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸；将多余氯气用NaOH 溶液吸收；用向上排空气法收集氯气。顺序正

15、确的是( )A BC DD 一般实验顺序为连接装置检查装置气密性加药品加热反应收集处理尾气角度 2 以 Cl2制备为载体的综合实验探究3.实验室常用以下几种方法制取氯气。(1)二氧化锰与浓盐酸反应制氯气，写出其反应的离子方程式：_。(2)高锰酸钾与浓盐酸反应制氯气，写出其反应的化学方程式：_。(3)氯酸钾与浓盐酸反应制氯气，该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为_。.某研究性学习小组利用下列装置制备漂白粉。(1)装置中的 X 试剂为_。(2)装置中发生反应的化学方程式为_，该反应是放热反应，反应温度较高时有副反应发生，改进该实验装置以减少副反应发生的方法是_。解析 .(1)二氧化锰与浓盐酸

16、反应制氯气的化学方程式为 MnO24HCl(浓)MnCl2Cl 22H 2O，离子方程式为= = = = = - 7 -MnO24H 2Cl Mn2 Cl 22H 2O。(2)高锰酸钾与浓盐酸反应制氯气的= = = = = 化学方程式为 2KMnO416HCl(浓)= =2KCl2MnCl 25Cl 28H 2O。(3)氯酸钾与浓盐酸反应制氯气的化学方程式为 KClO36HCl(浓)= =KCl3Cl 23H 2O，1 mol 氧化剂 KClO3与 5 mol还原剂 HCl 反应生成 3 mol Cl2，所以该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为51。.(1)Cl 2有毒，不能直接排入空气

17、中，Cl 2和 NaOH 溶液反应被吸收，所以 X 试剂为NaOH 溶液。(2)Cl 2与石灰浆反应，方程式为 2Ca(OH)22Cl 2=CaCl2Ca(ClO) 22H 2O；该反应是放热反应，反应温度较高时有副反应发生，因此为了减少副反应的发生，需要降低反应温度，可行的方法是将装置放于冷水浴中进行实验。答案 .(1)MnO 24H 2Cl Mn2 Cl 22H 2O= = = = = (2)2KMnO416HCl(浓)= =2KCl2MnCl 25Cl 28H 2O(3)51.(1)NaOH 溶液(2)2Ca(OH)22Cl 2=CaCl2Ca(ClO) 22H 2O将装置放于冷水浴中进

18、行实验4(2018全国卷，T 27(1)(2)KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：(1)KIO3的化学名称是_。(2)利用“KClO 3氧化法”制备 KIO3工艺流程如图所示：“酸化反应”所得产物有 KH(IO3)2、Cl 2和 KCl。 “逐 Cl2”采用的方法是_。 “滤液”中的溶质主要是_。“调 pH”中发生反应的化学方程式为_。解析 (1)KIO 3的化学名称为碘酸钾。(2)Cl 2是一种易挥发且溶解度不大的气体，可通过加热法去除溶液中溶解的 Cl2。加入 KOH 溶液“调 pH”使 KH(IO3)2转化为 KIO3：KH(IO 3)2KOH= =2KI

19、O3H 2O 或 HIO3 KOH=KIO3H 2O。答案 (1)碘酸钾(2)加热 KCl KH(IO 3)2KOH= =2KIO3H 2O(或 HIO3KOH= =KIO3H 2O)卤素的性质和海水中卤素提取(对应复习讲义第 43 页)1卤素单质性质的相似性(1)都能与大多数金属反应，如 2Fe3Br 2=2FeBr3，但 I2与 Fe 反应生成 FeI2。- 8 -(2)都能与 H2反应生成 HX：X 2H 2=2HX(X 代表 Cl、Br、I，下同)。(3)都能与水反应：X 2H 2OHXHXO(F 2、I 2例外：2F 22H 2O=4HFO 2)。(4)都能与碱溶液反应：X 22OH

20、 =X XO H 2O(F2、I 2例外)。2卤素单质的递变性F2 Cl2 Br2 I2颜色 浅 黄 绿 色 黄 绿 色 深 红 棕 色 紫 黑 色 颜 色 加 深熔、沸点 气 体 气 体 液 体 固 体 逐 渐 增 大密度 逐 渐 升 高 水溶性 反 应 溶 解 溶 解 微 溶 逐 渐 减 小氧化性 与 氢 气 化 合 或 与 水 反 应 由 易 到 难 氯 、 溴 、 碘 单 质 氧 化 性 逐 渐 减 弱还原性(X ) 阴离子还原性逐渐增强；Cl 2能从 Br 的溶液中置换出Br2，离子方程式为Cl22Br =Br22Cl ；Br 2能从 I 的溶液中置换出 I2，离子方程式为Br22I

21、 =2Br I 23.卤素及其化合物的特殊性氟无正价，氧化性最强，F 的还原性最弱2F 22H 2O=4HFO 2，与 H2反应在暗处即爆炸HF 是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在铅制器皿或塑料瓶中；有毒溴Br 2是红棕色液体，易挥发，有毒Br 2易溶于有机溶剂盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴时不能用橡胶塞碘I 2使淀粉变蓝色I 2加热时易升华I 2易溶于有机溶剂食用盐中加入 KIO3可防治甲状腺肿大4.卤素离子的检验(1)AgNO3溶液沉淀法未 知 液 滴 加 AgNO3溶 液 稀 硝 酸 白 色 沉 淀 ， 则 有 Cl 淡 黄 色 沉 淀 ， 则 有 Br 黄 色 沉 淀 ， 则 有

22、I )(2)置换萃取法未知液 加 适 量 新 制 饱 和 氯 水 振 荡 加 入 CCl4（ 下 层 ） 或 苯 （ 上 层 ） 振 荡有机层 红 棕 色 或 橙 红 色 ， 表 明 有 Br 紫 色 、 浅 紫 色 或 紫 红 色 ， 表 明 有 I )- 9 -(3)氧化淀粉法检验 I未知液 蓝色溶液，表明有 I 加 入 适 量 新 制 饱 和 氯 水 （ 或 双 氧 水 ） 振 荡 加 入 淀 粉 溶 液 振 荡5海水中溴、碘元素的提取(1)海水中提溴a流程蒸发浓缩 Cl 2 通热空气或水蒸气吹出海 水 富 含 Br 的 海 水 H2SO4酸 化 含 Br2的 溶 液SO 2 Cl 2C

23、Cl4Br2 HBr溶 液 Br2b发生反应的离子方程式：2Br Cl 2=Br22Cl ；Br 2SO 22H 2O=4H SO 2Br ；242Br Cl 2=Br22Cl 。(2)海带中提碘a流程b发生反应的离子方程式：H 2O22I 2H =I22H 2O。判 断 正 误(1)(2017全国卷)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。( )(2)液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加水封。( )(3)向 NaBr 溶液中滴入少量氯水和苯，振荡、静置，溶液上层呈橙红色说明 Br 的还原性强于 Cl 。( )(4)氯气使 KBr 溶液变黄的原理是 Cl2被还原。( )(5)

24、向含 I 的无色溶液中滴加少量新制氯水，再滴加淀粉溶液，现象是溶液变成蓝色，说明氧化性：Cl 2I 2。( )提示 (1) (2) (3) (4) (5)角度 1 卤素性质和卤离子检验1下列关于卤素的叙述正确的是 ( )卤素的钾盐中，最易被氧化的是氟化钾溴中溶有少量氯气，可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性氟气跟氯化钠水溶液反应，一定有氟化氢和氧气生成氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂A BC DC 还原性 F Cl Br I ，KF 最难被氧化；AgBr、AgI 见光均易分解，均具有感光性。2(2019临沂模拟)鉴别 NaCl 溶液、NaBr 溶

25、液、NaI 溶液可以选用的试剂是 ( )- 10 -碘水、淀粉溶液 氯水、CCl 4 溴水、苯 硝酸、AgNO 3溶液 氯水、苯 CCl 4、淀粉溶液A BC DC 无法鉴别三溶液，无法鉴别 NaCl 和 NaBr 溶液，无法鉴别三溶液。角度 2 海水中提取 Br2、I 23(2015全国卷)海水开发利用的部分过程如下图所示。下列说法错误的是( )A向苦卤中通入 Cl2是为了提取溴B粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯C工业生产中常选用 NaOH 作为沉淀剂D富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用 SO2将其还原吸收C A 项苦卤中含有 K 、Mg 2 、Br 等，通入 Cl2可将 Br 氧化

26、成 Br2，便于从苦卤中提取 Br2。B 项粗盐中含有不溶性杂质(泥沙)和可溶性杂质(Ca 2 、Mg 2 、SO 等)，将粗盐溶24于水，并除去其中的杂质，再通过重结晶的方法得到纯净 NaCl 晶体。C 项工业上沉淀 Mg2常选用廉价的 Ca(OH)2，而不选用 NaOH。D 项 Br2具有较强的挥发性，富集溴时，常先用空气和水蒸气吹出 Br2，再用 SO2将其还原吸收(SO 2Br 22H 2O=H2SO42HBr)，得到浓度较大的含 Br 溶液。4我们知道海带中含有碘元素，经常食用海带可以防治甲状腺肿大，所以工业上常用海带为原料提取碘单质。查有关资料可知碘单质有升华现象。下面是某校化学探

27、究小组设计的从海带中提取单质碘的实验，请你完成下列实验。(1)将干燥洁净的海带用酒精润湿后在_(填一种仪器名称)中灼烧成灰烬。(2)将海带灰烬冷却至室温，将其转移到烧杯中，加蒸馏水后，搅拌、煮沸、冷却、_(填一种操作名称)。(3)在滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入一定量的 H2O2溶液，此时发生反应的离子方程式为_。(4)把(3)中所得到的溶液注入分液漏斗中，然后再加入 CCl4，振荡、静置，可以观察到CCl4层呈_色。经分液得到碘的 CCl4溶液，在这一实验过程中，CCl 4起_作用。(5)用试管取碘的 CCl4溶液用水浴加热，待 CCl4挥发完即可得到固体碘单质。不用酒精灯直接加热蒸发 CCl

28、4的原因是_。(6)证明得到的固体是碘单质的化学方法是_。解析 (1)经酒精润湿的海带应放在坩埚中灼烧。(3)滤液中先加入硫酸酸化，后加入双氧水，发生的反应为 2I H 2O22H =I22H 2O。(4)把(3)中所得溶液加入 CCl4溶液中，溶液分层，上层为水溶液，几乎无色，下层为碘的 CCl4溶液，呈紫红色，CCl 4起萃取作用。- 11 -(5)用酒精灯加热碘的 CCl4溶液，CCl 4挥发的同时单质碘也容易升华，从而造成碘的损失。(6)利用淀粉遇碘变蓝色可以检验碘的存在。答案 (1)坩埚 (2)过滤 (3)2I H 2O22H =I22H 2O (4)紫红 萃取 (5)因为酒精灯直接加热时的温度高，单质碘易升华，会损失碘的质量 (6)取得到的固体少许，将其加入到淀粉溶液中，淀粉溶液变蓝，即可证明所得固体为碘单质(其他方法合理也可)海水中提取 Cl2、Br 2、I 2应注意的问题(1)氯碱工业中所用食盐需精制的目的是除去食盐中的 Ca2 、Mg 2 、SO 。24(2)从海水中提取溴的工艺流程中要进行两次 Cl2氧化 Br 的反应，设计这两步操作的目的是富集 Br2。(3)碘水或溴水中 I2、Br 2的提取可先加 CCl4溶液萃取分液，再蒸馏获取。- 12 -