富集在海水中的元素卤素.docx

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富集在海水中的元素卤素

富集在海水中的元素——卤素

一、氯及其化合物的性质应用

1．氯气的物理性质

颜色

状态

气味

密度

毒性

溶解性

是否

易液化

黄绿色

气态

刺激性气味

比空气大

有毒

可溶于水

易液化

2.氯气及其化合物的化学性质

（1）氯气

（2）次氯酸

（3）漂白粉

3.氯水的多重性质

氯水的各种成分决定了它具有多重性质：

（1）Cl2的氧化性——与还原性物质反应。

如：

2FeCl2＋Cl2===2FeCl3（除去FeCl3溶液中的FeCl2）SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4（SO2和Cl21∶1混合物通入水中不再具有漂白性）

Na2SO3＋Cl2＋H2O===2HCl＋Na2SO4（除去水中的余氯）

（2）HCl酸性和Cl－的性质

向NaHCO3溶液中加入氯水，有气泡产生就是利用了盐酸的酸性。

加入AgNO3溶液可以检验出氯水中的Cl－，现象是有白色沉淀生成。

（3）HClO的氧化性

在解释漂白性、杀菌消毒时，使用的是HClO的氧化性。

向氯水中滴加紫色石蕊溶液，先变红（H＋作用的结果），后褪色（HClO作用的结果）。

4．氯水成分寻找方法

氯水中存在三个平衡关系：

（1）Cl2＋H2O

HCl＋HClO

（2）HClO

H＋＋ClO－

（3）H2O

H＋＋OH－

根据可逆反应的特点，即可得出氯水中存在的各种微粒。

5．Cl2＋H2O

HCl＋HClO平衡移动的应用

向氯水中

加入的物质

浓度变化

平衡移

动的方向

应用

可溶性

氯化物

c（Cl－）增大

左移

①用饱和食盐水除Cl2中的HCl

②用排饱和食盐水法收集Cl2

盐酸

c（H＋）和

c（Cl－）增大

左移

次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2

NaOH

c（H＋）减小

右移

用NaOH溶液吸收多余Cl2

Ca（OH）2

c（H＋）减小

右移

制漂白粉

CaCO3

c（H＋）减小

右移

制高浓度的HClO溶液

光照

c（HClO）

减小

右移

氯水避光保存或现用现配

二、氯气的制法

1．实验室制法

2．工业制法

（1）电解饱和食盐水，反应的化学方程式为

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。

（2）电解熔融NaCl，反应的化学方程式为

2NaCl（熔融）

2Na＋Cl2↑。

三、卤素的性质　X－的检验

1．卤族元素原子结构的比较

（1）相似性：

卤素原子最外层上均有7个电子。

（2）递变性：

从F→I，原子核外电子层数依次增多，原子半径依次增大。

2．元素的性质

（1）相似性：

均为活泼非金属，最低负化合价：

－1，最高正价：

＋7（F除外）；

（2）递变性：

随着原子序数的递增，获得电子的能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。

3．单质的物理性质（从F2→I2）

（1）颜色由浅到深。

（2）状态：

F2、Cl2呈气态，Br2为液态（易挥发），I2为固态（易升华）。

（3）熔、沸点：

依次升高。

（4）密度：

依次增大。

（5）溶解性：

在水中的溶解度逐渐减小，在有机溶剂中的溶解性大于（填“大于”或“小于”）在水中的溶解性。

4．化学性质

（1）卤素单质的相似性：

均具有氧化性，均能与H2、H2O、金属反应，较活泼的卤素单质能将不活泼的卤素从其卤化物中置换出来。

（2）卤族元素氢化物的递变性

①稳定性由强至弱的顺序为HF>HCl>HBr>HI。

②沸点由高至低的顺序为HF>HI>HBr>HCl。

③还原性由强至弱的顺序为HI>HBr>HCl>HF。

④水溶液酸性由强至弱的顺序为HI>HBr>HCl>HF。

5．卤素离子（Cl－、Br－）的检验

（1）AgNO3溶液——沉淀法

未知液

生成沉淀

沉淀不溶解，据沉淀颜色判断：

AgCl为白色，AgBr淡黄色，AgI为黄色。

（2）置换——萃取法

（3）氧化——淀粉法检验I－

未知液

蓝色溶液，表明有I－

1．氟

（1）氟无正价和正价含氧酸，非金属性最强。

（2）2F2＋2H2O===4HF＋O2，与H2反应在暗处即爆炸。

（3）HF是弱酸，能腐蚀玻璃，保存在铅皿或塑料瓶中；有毒，在HX中沸点最高。

（4）AgF易溶于水，CaF2（萤石）难溶于水。

2．溴

（1）Br2是深棕红色液体，易挥发。

（2）Br2易溶于有机溶剂。

（3）盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞。

3．碘

（1）I2遇淀粉变蓝色。

（2）I2加热时易升华。

（3）I2易溶于有机溶剂。

（4）食用盐中加入KIO3可预防甲状腺肿大。

（5）分离CCl4和I2，采取蒸馏法，最好使用水浴加热，原因是有机溶剂沸点较低，碘易升华。

4.能使溴水褪色的物质

（1）被H2S、SO2、SO

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。

四、含卤物质的生产过程

1．氯的制备——氯碱工业

化学方程式为：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。

2．溴的制备——海水提溴

（1）流程

（2）海水提取溴涉及的化学反应：

Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2、

SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr、

Cl2＋2HBr===2HCl＋Br2。

3．海带中提取碘

（1）流程

　　H2O　　　　　　　　Cl2

　　　↓　　　　　　　　↓

海带

―→

―→

―→

―→

（2）发生反应的化学方程式：

Cl2＋2NaI===2NaCl＋I2。

1．海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。

从海水中提取食盐和溴的过程如下：

（1）请列举海水淡化的两种方法：

、

。

（2）将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、、或H2、。

（3）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目的为。

（4）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。

（5）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：

Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。

他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：

请你参与分析讨论：

①图中仪器B的名称：

。

②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因为。

③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：

。

④C中液体产物颜色为，为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是。

解析：

（2）从反应2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑可判断出产物，但其中Cl2有可能与NaOH反应生成NaClO。

（3）步骤Ⅰ中Br2的浓度很小，若把其中的Br2蒸馏出来，耗能太大，所以要先把Br2富集。

（5）③蒸馏的目的，就是通过各物质沸点不同而提纯Br2，所以要把温度控制在Br2的沸点，尽可能只使Br2挥发。

答案：

（1）蒸馏法　电渗析法（离子交换法及其他合理答案中的任意两种）

（2）Cl2　NaOH　NaClO

（3）富集溴元素

（4）Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO

＋2Br－　强酸对设备的严重腐蚀

（5）①冷凝管　②Br2腐蚀橡胶　③控制温度计b的温度，并收集59℃时的馏分　④深红棕色　分液（或蒸馏）