高考化学一轮要点突破卤族元素及溴碘的提取要点训练知识总结.docx

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高考化学一轮要点突破卤族元素及溴碘的提取要点训练知识总结

——卤族元素及溴、碘的提取

【要点训练】

1.下列制取Cl2、用Cl2氧化含I-废液、回收并提纯I2的装置能达到实验目的的是(  )

解析:

选D 实验室利用MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2,不能用稀盐酸,A错误;Cl2通入含I-废液中氧化I-生成I2,通入Cl2的导管应长进短出,B错误;从含I2浊液中提取碘,要加入CCl4等有机溶剂萃取,再通过蒸馏法进行分离,不能采用过滤的方法,C错误;I2易升华,故常采用升华法提纯碘,D正确。

2.从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下,下列关于海水制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”

解析:

选A 灼烧干海带应在坩埚中进行,而不应在蒸发皿中灼烧。

3.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

解析:

选C A项,苦卤中含有K+、Mg2+、Br-等,通入Cl2可将Br-氧化成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(Ca2+、Mg2+、SO

等),将粗盐溶于水,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(SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr),得到浓度较大的含Br-溶液。

4.下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是(  )

A.其单质都能与水反应,通式为X2+H2O

HX+HXO

B.HX易溶于水,其水溶液都是强酸

C.其单质都有颜色,都有毒

D.最高价含氧酸的通式为HXO4

解析:

选C F2与水反应的化学方程式为2F2+2H2O===4HF+O2,A项错误;氢氟酸为弱酸,B项错误;F没有正价,不存在含氧酸,D项错误。

5.某同学设计完成了以下两个实验:

①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。

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(生成了HIO3)。

②向盛有KBr溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成红棕色。

继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层的颜色没有变化。

下列说法不正确的是(  )

A.实验①生成HIO3时发生的反应为I2+5Cl2+6H2O===2HIO3+10HCl

B.实验②中当CCl4层变成红棕色时可通过分液的方法获得Br2的CCl4溶液

C.由上述实验得出Cl2、Br2、I2的氧化性由强到弱的顺序是Cl2>Br2>I2

D.由上述实验得出Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是HBrO3>Cl2>HIO3

解析:

选C 由实验①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(生成了HIO3)可知,氯气可氧化碘单质,发生的反应为I2+5Cl2+6H2O===2HIO3+10HCl,故A正确;由实验②向盛有KBr溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成红棕色可知,溴易溶于CCl4,则可通过分液的方法获得Br2的CCl4溶液,故B正确;根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,由实验①可知氧化性:

Cl2>I2,由实验②可知氧化性:

Cl2>Br2,不能比较Br2、I2的氧化性强弱,故C错误;由实验①、②可知,氧化性由强到弱的顺序是HBrO3>Cl2>HIO3,故D正确。

6.(2020·衡阳一中月考)向含有Fe2+、I-、Br-的溶液中缓慢通入氯气,溶液中各种离子的物质的量变化如图所示。

下列说法正确的是(  )

A.当通入2molCl2时,溶液中发生的离子反应是

2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I2+4Cl-

B.DE段表示n(Fe2+)的变化情况

C.原溶液中n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=3∶1∶2

D.B点时溶液中含有I-和Br-

解析:

选A 因还原性:

I->Fe2+>Br-,通入Cl2后,I-先被氧化,其次是Fe2+,最后是Br-,当通入2molCl2时,2mol的I-消耗1molCl2,剩余的1molCl2再与2molFe2+反应,即溶液中发生的离子反应可表示为2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I2+4Cl-,故A正确;根据还原性强弱可知,DE段应为Br-的物质的量的变化情况,故B错误;由消耗Cl2的量可知,I-的物质的量为2mol,Fe2+的物质的量为4mol,Br-的物质的量为6mol,n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3,故C错误;因还原性:

I->Fe2+>Br-,B点时I-完全反应,溶液中含有Fe2+、Cl-和Br-,故D错误。

7.碘化钾可用于有机合成、制药等,它是一种白色立方结晶或粉末,易溶于水。

实验室制备KI的实验装置如下:

实验步骤如下:

①在上图所示的C中加入127g研细的单质I2和195g30%的KOH溶液,剧烈搅拌。

②I2完全反应后,打开弹簧夹向其中通入足量的H2S。

③将装置C中所得溶液用稀H2SO4酸化后,置于水浴上加热10min。

④在装置C的溶液中加入BaCO3,充分搅拌后,过滤、洗涤。

⑤将滤液用氢碘酸酸化,蒸发浓缩至表面出现结晶膜,________、________、洗涤、干燥。

⑥得产品145g。

回答下列问题:

(1)步骤①将碘研细的目的是________________________________________________。

(2)装置A中发生反应的离子方程式为__________________________________________;

装置B中的试剂是________,C装置的名称是________。

(3)装置C中I2与KOH反应产物之一是KIO3,该反应的化学方程式为___________。

(4)步骤④的目的是_________________________________________________________。

(5)补充完整步骤⑤:

______________、______________。

解析:

(1)将碘研细的目的是增大反应物的接触面积,提高反应速率,使反应更充分。

(2)装置A中硫化亚铁与盐酸反应生成硫化氢气体和氯化亚铁,发生反应的离子方程式为FeS+2H+===Fe2++H2S↑;因盐酸具有挥发性,制得的H2S气体中混有HCl气体,故装置B中应盛放饱和硫氢化钠溶液;C装置的名称是三颈烧瓶。

(3)由题意可知装置C中I2与KOH发生歧化反应,反应的化学方程式为3I2+6KOH===KIO3+5KI+3H2O。

(4)BaCO3与溶液中的SO

反应生成硫酸钡沉淀,则目的是除去产品中的SO

(5)从溶液中获得KI晶体,要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥操作。

答案:

(1)增大反应物的接触面,提高反应速率,使反应更充分

(2)FeS+2H+===Fe2++H2S↑ 饱和硫氢化钠溶液 三颈烧瓶

(3)3I2+6KOH===KIO3+5KI+3H2O

(4)除去产品中的SO

(5)冷却结晶 过滤

8.(2019·黄冈一调)IBr、ICl、BrF3等称为卤素互化物,(CN)2、(SCN)2、(OCN)2等称为拟卤素,它们的化学性质均与卤素单质相似,请回答下列问题。

(1)氯化碘(ICl)中碘元素的化合价为________;它与水反应的化学方程式为ICl+H2O===HIO+HCl,该反应的反应类型为________(填中学常见的无机反应类型)。

(2)溴化碘(IBr)具有强氧化性,能与Na2SO3溶液反应,发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。

(3)①已知某些离子的还原性强弱顺序为I->SCN->CN->Br->Cl-。

现将几滴KSCN溶液滴入到含少量Fe3+的溶液中,溶液立即变红,向其中逐滴滴入酸性KMnO4溶液,观察到红色逐渐褪去,请利用平衡移动原理解释这一现象:

________________________。

②下列物质中,也可以使该溶液红色褪去的是________(填字母)。

A.新制氯水      B.碘水

C.SO2D.盐酸

(4)KCN为剧毒物质,处理含有KCN的废水常用的方法:

在碱性条件下用NaClO溶液将CN-氧化为CO

和一种单质气体,该反应的离子方程式为_____________________。

(5)已知HCN的电离常数K=6.2×10-10,H2CO3的电离常数K1=4.5×10-7,K2=4.7×10-11,则下列离子方程式能发生的是________(填字母)。

A.CN-+CO2+H2O===HCN+HCO

B.2HCN+CO

===2CN-+CO2↑+H2O

C.2CN-+CO2+H2O===2HCN+CO

D.HCN+CO

===CN-+HCO

解析:

(1)Cl得电子能力强于I,则ICl中Cl元素显-1价、I元素显+1价;此反应中没有化合价的变化,属于复分解反应(非氧化还原反应)。

(2)IBr具有强氧化性,I元素显+1价,被还原成I-,SO

被氧化成SO

,因此离子方程式为IBr+SO

+H2O===I-+Br-+SO

+2H+。

(3)①溶液立即变红,发生反应Fe3++3SCN-

Fe(SCN)3,加入酸性KMnO4溶液红色褪去,说明KMnO4把SCN-氧化,促使上述平衡向逆反应方向移动,最终Fe(SCN)3完全反应,溶液红色褪去;②能使红色褪去的物质,可以具有强氧化性,如新制氯水中Cl2将SCN-氧化,也可以具有还原性,如SO2将Fe3+还原,故A、C正确。

(4)CN-中N元素显-3价,C元素显+2价,另一种单质气体为N2,因此反应的离子方程式为2CN-+5ClO-+2OH-===2CO

+N2↑+5Cl-+H2O。

(5)根据电离常数大小,推出酸电离出氢离子的能力强弱顺序(酸性强弱)为H2CO3>HCN>HCO

,根据“强酸制取弱酸”的规律知,A、D正确。

答案:

(1)+1 复分解反应

(2)IBr+SO

+H2O===I-+Br-+SO

+2H+

(3)①酸性高锰酸钾溶液将SCN-氧化,减小了SCN-的浓度,使反应Fe3++3SCN-

Fe(SCN)3的平衡不断向左移动,最终Fe(SCN)3完全反应,红色消失 ②AC

(4)2CN-+5ClO-+2OH-===2CO

+5Cl-+N2↑+H2O

(5)AD

9.为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。

实验过程:

Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。

Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。

Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时,关闭活塞a。

Ⅳ.……

(1)A中产生黄绿色气体,其电子式是_____________________________________。

(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是________________________________________________________________________。

(3)B中溶液发生反应的离子方程式是________________________________________________________________________。

(4)为验证溴的氧化性强于碘,过程Ⅳ的操作和现象是

________________________________________________________________________。

(5)过程Ⅲ实验的目的是______________________________________________。

(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:

同主族元素从上到下______________,得电子能力逐渐减弱。

解析:

(1)A中产生的黄绿色气体为Cl2。

(2)Cl2遇湿润的淀粉KI试纸时,发生反应:

Cl2+2KI===I2+2KCl,产生的I2遇淀粉变蓝,可以证明Cl2的氧化性强于I2。

(3)B中Cl2与NaBr发生置换反应,离子方程式为Cl2+2Br-===2Cl-+Br2。

(4)C中NaBr与Cl2反应生成NaCl和Br2,将C中溶液滴入D中,振荡,发生反应:

Br2+2KI===I2+2KBr,静置后D中溶液分层,下层为碘的CCl4溶液,显紫红色,可以说明溴的氧化性强于碘。

(5)过程Ⅲ的B中溶液由黄色变为棕红色说明仍有Br2生成,由于B与C中溶液相同,故C中通入Cl2不足,NaBr过量,故C的黄色溶液中无Cl2,排除对溴置换碘实验的干扰。

(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱,是因为从Cl到I,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱。

答案:

(1)

 

(2)湿润的淀粉KI试纸变蓝

(3)Cl2+2Br-===Br2+2Cl-

(4)打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡,静置后CCl4层变为紫红色

(5)确认C的黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰

(6)原子半径逐渐增大

 

【知识总结】

知识点一 卤族元素的性质及卤素离子的检验

1.卤素单质(X2)性质的相似性和递变性

(1)性质的相似性

①都能与大多数金属反应,如F2、Cl2、Br2与Fe反应:

2Fe+3X2===2FeX3,但由于I2的氧化性较弱,I2与Fe反应生成FeI2。

②都能与H2反应生成HX:

X2+H2===2HX。

③都能与水反应:

X2+H2O

HX+HXO(F2例外:

2F2+2H2O===4HF+O2)。

④都能与碱溶液反应:

X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O(F2例外)。

(2)性质的递变性

颜色

熔、沸点

密度

水溶性

氧化性

还原性(X-)

阴离子还原性由强到弱顺序是I->Br->Cl-

①Cl2能从Br-的溶液中置换出Br2,离子方程式为2Br-+Cl2===2Cl-+Br2

②Br2能从I-的溶液中置换出I2,离子方程式为2I-+Br2===2Br-+I2

(3)性质的特殊性

①无正价,非金属性最强,F-的还原性最弱

②2F2+2H2O===4HF+O2,与H2反应在暗处即爆炸

③氢氟酸是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在塑料瓶中

①Br2常温下是深红棕色液体,是唯一的液态非金属单质

②Br2易溶于有机溶剂

③液态Br2有剧毒,易挥发,故盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能用橡胶塞

①淀粉遇I2变

色 

②I2加热时易升华

③I2易溶于有机溶剂

④I2易与Na2S2O3反应:

I2+2S2O

===2I-+S4O

,此反应常用于滴定法(以淀粉为指示剂)来定量测定碘的含量

[提醒] ①F2能与水反应放出O2,故F2不能从其他卤化物的水溶液中将卤素单质置换出来。

②氯、溴单质的氧化性较强,能与一些还原性离子反应,如Br2与SO

、Fe2+反应的离子方程式分别为SO

+Br2+H2O===SO

+2Br-+2H+、2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-。

(4)卤素单质溶于水或有机溶剂所呈现的颜色

单质

CCl4

汽油(或苯)

酒精

Cl2

淡黄→黄绿

黄绿

黄绿

黄绿

Br2

黄→橙

橙→橙红

橙→橙红

橙→橙红

I2

深黄→褐

紫→深紫

淡紫→紫红

淡紫→紫红

2.卤族化合物的相似性和递变性

(1)卤素化合物的性质

化合物

性质

备注

氢化物

稳定性:

HF>HCl>HBr>HI

还原性:

HF

水溶液的酸性:

F

HF几乎没有还原性;HF为弱酸,HCl、HBr、HI均为强酸

金属卤

化物

卤素离子的还原性:

F-

I-的还原性很强,能被Fe3+、HNO3、MnO

(H+)、H2O2、O2、ClO-、ClO

等氧化剂氧化

次卤酸

盐(XO-、

F除外)

均具有氧化性(填“氧化”或“还原”)

次卤酸盐能氧化相应的卤素离子生成卤素单质(F除外):

如ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O

卤酸盐

(XO

F除外)

均具有氧化性(填“氧化”或“还原”)

卤酸盐能氧化相应的卤素离子生成卤素单质(F除外):

如ClO

+5Cl-+6H+===3Cl2↑+3H2O

(2)卤化银的性质

溶解性

AgCl、AgBr、AgI均不溶于水和稀硝酸,而AgF可溶于水

颜色

AgF、AgCl均为白色,AgBr为浅黄色,AgI为黄色

感光性

除AgF外,均有感光性,其中AgBr常作感光材料

[提醒] 实验室里常用萤石(CaF2)与浓H2SO4反应来制取HF,反应的化学方程式为CaF2+H2SO4

CaSO4+2HF↑。

3.卤素离子的检验

(1)AgNO3溶液——沉淀法

未知液

生成

(2)置换——萃取法

未知液

(3)氧化——淀粉检验I-

未知液

色溶液,表明有I-

知识点二 卤素单质的工业制法

1.氯的制法——氯碱工业

海水―→粗盐

饱和食盐水

化学方程式:

2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑+Cl2↑。

2.海水中提取溴

(1)流程

(2)主要过程及反应原理

3.海带中提取碘

(1)流程

(2)通入Cl2的反应原理

发生反应的离子方程式:

Cl2+2I-===I2+2Cl-。

[提醒] 也可以用H2O2氧化I-,反应的离子方程式为H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O。

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