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第4課時點點突破——鹵族元素及溴、碘的提取知識點一鹵族元素的性質(zhì)及鹵素離子的檢驗1.鹵素單質(zhì)(X2)性質(zhì)的相似性和遞變性(1)性質(zhì)的相似性①都能與大多數(shù)金屬反應(yīng),如F2、Cl2、Br2與Fe反應(yīng):2Fe+3X2=2FeX3,但由于I2的氧化性較弱,I2與Fe反應(yīng)生成FeI2。②都能與H2反應(yīng)生成HX:X2+H2=2HX。③都能與水反應(yīng):X2+H2OHX+HXO(F2例外:2F2+2H2O=4HF+O2)。④都能與堿溶液反應(yīng):X2+2NaOH=NaX+NaXO+H2O(F2例外)。(2)性質(zhì)的遞變性顏色熔、沸點eq\o(→,\s\up7(氣體氣體液體固體),\s\do5(逐漸升高))密度eq\o(→,\s\up7(逐漸增大))水溶性eq\o(→,\s\up7(反應(yīng)溶解溶解微溶),\s\do5(逐漸減小))氧化性eq\o(→,\s\up7(與氫氣化合或與水反應(yīng)由易到難),\s\do5(氯、溴、碘單質(zhì)氧化性強弱順序是Cl2>Br2>I2))還原性(X-)陰離子還原性由強到弱順序是I->Br->Cl-①Cl2能從Br-的溶液中置換出Br2,離子方程式為2Br-+Cl2=2Cl-+Br2②Br2能從I-的溶液中置換出I2,離子方程式為2I-+Br2=2Br-+I2(3)性質(zhì)的特殊性氟①無正價,非金屬性最強,F(xiàn)-的還原性最弱②2F2+2H2O=4HF+O2,與H2反應(yīng)在暗處即爆炸③氫氟酸是弱酸,能腐蝕玻璃,故應(yīng)保存在塑料瓶中溴①Br2常溫下是深紅棕色液體,是唯一的液態(tài)非金屬單質(zhì)②Br2易溶于有機溶劑③液態(tài)Br2有劇毒,易揮發(fā),故盛溴的試劑瓶中加水,進行水封,保存液溴不能用橡膠塞碘①淀粉遇I2變eq\a\vs4\al(藍)色②I2加熱時易升華③I2易溶于有機溶劑④I2易與Na2S2O3反應(yīng):I2+2S2Oeq\o\al(2-,3)=2I-+S4Oeq\o\al(2-,6),此反應(yīng)常用于滴定法(以淀粉為指示劑)來定量測定碘的含量[提醒]①F2能與水反應(yīng)放出O2,故F2不能從其他鹵化物的水溶液中將鹵素單質(zhì)置換出來。②氯、溴單質(zhì)的氧化性較強,能與一些還原性離子反應(yīng),如Br2與SOeq\o\al(2-,3)、Fe2+反應(yīng)的離子方程式分別為SOeq\o\al(2-,3)+Br2+H2O=SOeq\o\al(2-,4)+2Br-+2H+、2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-。(4)鹵素單質(zhì)溶于水或有機溶劑所呈現(xiàn)的顏色單質(zhì)水CCl4汽油(或苯)酒精Cl2淡黃→黃綠黃綠黃綠黃綠Br2黃→橙橙→橙紅橙→橙紅橙→橙紅I2深黃→褐紫→深紫淡紫→紫紅淡紫→紫紅2.鹵族化合物的相似性和遞變性(1)鹵素化合物的性質(zhì)化合物性質(zhì)備注氫化物穩(wěn)定性:HF>HCl>HBr>HI還原性:HF<HCl<HBr<HI水溶液的酸性:F<HCl<HBr<HIHF幾乎沒有還原性;HF為弱酸,HCl、HBr、HI均為強酸金屬鹵化物鹵素離子的還原性:F-<Cl-<Br-<I-I-的還原性很強,能被Fe3+、HNO3、MnOeq\o\al(-,4)(H+)、H2O2、O2、ClO-、ClOeq\o\al(-,3)等氧化劑氧化次鹵酸鹽(XO-、F除外)均具有氧化性(填“氧化”或“還原”)次鹵酸鹽能氧化相應(yīng)的鹵素離子生成鹵素單質(zhì)(F除外):如ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O鹵酸鹽(XOeq\o\al(-,3)、F除外)均具有氧化性(填“氧化”或“還原”)鹵酸鹽能氧化相應(yīng)的鹵素離子生成鹵素單質(zhì)(F除外):如ClOeq\o\al(-,3)+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O(2)鹵化銀的性質(zhì)溶解性AgCl、AgBr、AgI均不溶于水和稀硝酸,而AgF可溶于水顏色AgF、AgCl均為白色,AgBr為淺黃色,AgI為黃色感光性除AgF外,均有感光性,其中AgBr常作感光材料[提醒]實驗室里常用螢石(CaF2)與濃H2SO4反應(yīng)來制取HF,反應(yīng)的化學方程式為CaF2+H2SO4eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CaSO4+2HF↑。3.鹵素離子的檢驗(1)AgNO3溶液——沉淀法未知液eq\o(→,\s\up7(滴加AgNO3溶液),\s\do5(和稀硝酸))生成eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(白)色沉淀,則有Cl-,淺黃色沉淀,則有Br-,\a\vs4\al(黃)色沉淀,則有I-))(2)置換——萃取法未知液eq\o(→,\s\up7(加適量新制飽和氯水),\s\do5(振蕩))eq\o(→,\s\up7(加入CCl4(下層)或汽油(上層)),\s\do5(振蕩))eq\a\vs4\al(有機層呈)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(紅棕色或橙紅色,表明有Br-,紫色、淺紫色或紫紅色,表明有\(zhòng)a\vs4\al(I-)))(3)氧化——淀粉檢驗I-未知液eq\o(→,\s\up7(加入適量新制飽和氯水(雙氧水)),\s\do5(振蕩))eq\o(→,\s\up7(淀粉溶液),\s\do5(振蕩))eq\a\vs4\al(藍)色溶液,表明有I-[對點訓練]1.下列關(guān)于鹵素(用X表示)的敘述正確的是()A.其單質(zhì)都能與水反應(yīng),通式為X2+H2OHX+HXOB.HX易溶于水,其水溶液都是強酸C.其單質(zhì)都有顏色,都有毒D.最高價含氧酸的通式為HXO4解析:選CF2與水反應(yīng)的化學方程式為2F2+2H2O=4HF+O2,A項錯誤;氫氟酸為弱酸,B項錯誤;F沒有正價,不存在含氧酸,D項錯誤。2.為驗證鹵素單質(zhì)氧化性的相對強弱,某小組用如圖所示裝置進行實驗(夾持儀器已略去,氣密性已檢驗)。實驗過程:Ⅰ.打開彈簧夾,打開活塞a,滴加濃鹽酸。Ⅱ.當B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時,夾緊彈簧夾。Ⅲ.當B中溶液由黃色變?yōu)榧t棕色時,關(guān)閉活塞a。Ⅳ.……(1)A中產(chǎn)生黃綠色氣體,其電子式是_____________________________________。(2)驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現(xiàn)象是___________________________________________________________________________________________________________。(3)B中溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____________________________________________________________________________________________________________________。(4)為驗證溴的氧化性強于碘,過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是________________________________________________________________________。(5)過程Ⅲ實驗的目的是______________________________________________。(6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱的原因:同主族元素從上到下______________,得電子能力逐漸減弱。解析:(1)A中產(chǎn)生的黃綠色氣體為Cl2,其電子式為eq\o(Cl,\s\up6(),\s\do4())eq\o(Cl,\s\up6(),\s\do4())。(2)Cl2遇濕潤的淀粉-KI試紙時,發(fā)生反應(yīng):Cl2+2KI=I2+2KCl,產(chǎn)生的I2遇淀粉變藍,可以證明Cl2的氧化性強于I2。(3)B中Cl2與NaBr發(fā)生置換反應(yīng),離子方程式為Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。(4)C中NaBr與Cl2反應(yīng)生成NaCl和Br2,將C中溶液滴入D中,振蕩,發(fā)生反應(yīng):Br2+2KI=I2+2KBr,靜置后D中溶液分層,下層為碘的CCl4溶液,顯紫紅色,可以說明溴的氧化性強于碘。(5)過程Ⅲ的B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色說明仍有Br2生成,由于B與C中溶液相同,故C中通入Cl2不足,NaBr過量,故C的黃色溶液中無Cl2,排除對溴置換碘實驗的干擾。(6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱,是因為從Cl到I,原子半徑逐漸增大,得電子能力逐漸減弱。答案:(1)eq\o(Cl,\s\up6(),\s\do4())eq\o(Cl,\s\up6(),\s\do4())(2)濕潤的淀粉-KI試紙變藍(3)Cl2+2Br-=Br2+2Cl-(4)打開活塞b,將少量C中溶液滴入D中,關(guān)閉活塞b,取下D振蕩,靜置后CCl4層變?yōu)樽霞t色(5)確認C的黃色溶液中無Cl2,排除Cl2對溴置換碘實驗的干擾(6)原子半徑逐漸增大知識點二鹵素單質(zhì)的工業(yè)制法1.氯的制法——氯堿工業(yè)海水→粗鹽eq\o(→,\s\up7(精制))飽和食鹽水eq\o(→,\s\up7(電解))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(陽極產(chǎn)物:Cl2,陰極產(chǎn)物:H2、NaOH))化學方程式:2NaCl+2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH+H2↑+Cl2↑。2.海水中提取溴(1)流程(2)主要過程及反應(yīng)原理3.海帶中提取碘(1)流程(2)通入Cl2的反應(yīng)原理發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:Cl2+2I-=I2+2Cl-。[提醒]也可以用H2O2氧化I-,反應(yīng)的離子方程式為H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O。[對點訓練]1.(2015·全國卷Ⅱ)海水開發(fā)利用的部分過程如下圖所示。下列說法錯誤的是()A.向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴B.粗鹽可采用除雜和重結(jié)晶等過程提純C.工業(yè)生產(chǎn)中常選用NaOH作為沉淀劑D.富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴,再用SO2將其還原吸收解析:選CA項,苦鹵中含有K+、Mg2+、Br-等,通入Cl2可將Br-氧化成Br2,便于從苦鹵中提取Br2;B項,粗鹽中含有不溶性雜質(zhì)(泥沙)和可溶性雜質(zhì)(Ca2+、Mg2+、SOeq\o\al(2-,4)等),將粗鹽溶于水,并除去其中的雜質(zhì),再通過重結(jié)晶的方法得到純凈NaCl晶體;C項,工業(yè)上沉淀Mg2+常選用廉價的Ca(OH)2,而不選用NaOH;D項,Br2具有較強的揮發(fā)性,富集溴時,常先用空氣和水蒸氣吹出Br2,再用SO2將其還原吸收(SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr),得到濃度較大的含Br-溶液。2.下列制取Cl2、用Cl2氧化含I-廢液、回收并提純I2的裝置能達到實驗?zāi)康牡氖?)解析:選D實驗室利用MnO2與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)制取Cl2,不能用稀鹽酸,A錯誤;Cl2通入含I-廢液中氧化I-生成I2,通入Cl2的導管應(yīng)長進短出,B錯誤;從含I2濁液中提取碘,要加入CC
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