资源简介

1.了解氯、溴、碘单质的物理性质，总结卤素单质物理性质的变化规律；了
解溴、碘单单质在不同溶剂中的溶解及呈现的颜色。
2.了解卤单质化学性质的相似性，比较其活泼性的相对强弱
3.从化工产生和资源利用的角度，理解海洋提取溴和碘的主要流程
4.掌握氯离子、溴离子和碘离子的检验方法
【教学目标】
【知识导航】
§3.2.1 溴和碘的提取
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}氯
溴
碘
卤族元素
卤族元素，简称卤素。在希腊文中，卤素原意是成盐元素。因为其单质都是典型的非金属，都能跟典型的金属化合生成盐而得名。
同族元素性质相似
【教学重难点】
1.卤素单质的物理性质及其变化规律
2.比较氯、溴、碘单质的活泼性
3.海水提溴、碘的实验原理
【交流讨论】
1.分子结构：均为双原子分子
一.卤素单质的物理性质
卤原子最外层均为____个电子；在化学反应中容易_____电子；都是活泼的_____元素；它们的电子层数逐渐________；原子半径逐渐_______；原子核对最外层电子的引力逐渐______；得电子能力逐渐_______；元素的非金属性依次______；其中__________的单质在化学反应中只能作氧化剂。
7
得
非
增多
增大
减弱
减弱
减弱
F元素
请结合表中数据和氯气的性质，预测溴、碘可能具有的物理性质和化学性质，并填写在学案上。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}卤素单质
熔点/℃
沸点/℃
溶解度
Cl2
-101.5
-34.0
199 cm3·(100 g H2O)-1（298K）
Br2
-7.2
58.8
3.4 g·(100 g H2O)-1（293K）
I2
113.6
185.2
0.029 g·(100 g H2O)-1（293K）
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}氯
溴
碘
氯气
(1)溴单质的物理性质
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}卤素单质
常温下状态
颜色
密度
熔点/℃
沸点/℃
Br2
3.10 g·cm-3（298 K）
-7.2
58.8
液溴
水层
溴蒸气
红棕色
溴易挥发；常温下唯一的液态非金属单质。
保存在棕色细口瓶中，水封，玻璃塞（Br2腐蚀橡胶）。
深棕红色
液态
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}卤素单质
常温下状态
颜色
熔点/℃
沸点/℃
I2
113.6
185.2
(2)碘单质的物理性质
碘易升华；
淀粉遇碘变蓝
思考：如何分离碘和氯化钠固体？
升华法。
紫黑色
固体
氯溴碘单质的物理性质比较
溴碘单质的在水中的溶解度较低，在有机溶剂中的表现如何呢？
越来越深
浓溴水
稀溴水
碘水
碘酒
碘的CCl4溶液
溴碘在不同溶剂中呈现的颜色
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}物质
颜色
物质
颜色
饱和溴水
碘的
酒精溶液
稀溴水
橙色
黄色
黄色到浅棕色
碘水
紫色
碘的
四氯化碳溶液
红棕色
溴在苯、
四氯化碳等
有机溶剂
棕色
1.分液
分液：分离互不相溶的液体混合物的操作过程。
实验仪器：分液漏斗、烧杯、铁架台
操作要点：
1.分液漏斗使用前要检漏。
2.充分振荡，适当放气，充分静置，然后分液；
3.分液时保持漏斗内与大气压一致；下层溶液下口出，上层溶液上口出；先下口出后上口出。
检漏
装液
振荡并放气
分液
静置
二.混合物的分离和提纯之---萃取和分液
善事利“器”（仪器）
分液漏斗的检漏
利用物质在互不相溶的溶剂中的溶解度的不同，将物质从一种溶剂中转移到另外一种溶剂（萃取剂）中，从而实现分离的方法。
①条件:
两种溶剂互不相溶也不反应；溶质在两种溶剂中的溶解度相差较
大；彼此不发生化学反应。
②分离碘水、溴水常用萃取剂 :
煤油、植物油、苯（密度均比水小）四氯化碳（密度比水大）
③萃取后的液体通过分液操作分离。
(1)定义
2.萃取
已知四氯化碳（ CCl4） 是一种难溶于水的无色油状液体，密度比水大。溴、碘等在四氯化碳中的溶解度远大于在水中的溶解度。
取一只分液漏斗，检查不漏水后向其中加入约10 mL碘水，再加入4 mL四氯化碳，塞上分液漏斗顶塞，倒转过来充分振荡，然后置于铁架台上静置。
仔细观察静置过程中分液漏斗中的现象并作出解释。
实验现象：液体分为两层，上层颜色比原来碘水的颜色浅，下层变为紫色。
(2)实验探究
萃取与分液
分别量取一定体积的碘水和CCl4，倒入分液漏斗中
盖紧顶塞，关闭活塞，振荡，
振荡过程中不断放气
将分液漏斗放置在铁架台上，静置分层
取下顶塞，控制活塞，使下层液体沿烧杯内壁流出
当液面接近活塞处时，控制活塞，减小流速
取下分液漏斗，将上层液体从上口倒出
用CCl4萃取碘水中的碘
用CCl4萃取碘水中的碘
用CCl4萃取碘水中的碘
生活中的萃取
见多识广（拓展）
泡茶——固液萃取
用香蕉水去除衣物上油污
工业上的萃取
工业萃取设备
萃取、蒸馏联用从植物中提取精油
低温萃取
复合式微波萃取
超临界二氧化碳萃取
学以致“用”（应用）
三.氯、溴、碘单质活泼性的比较
1.卤素单质的氧化性：
(1)和金属单质反应
①Cl2：是一种重要的非金属单质，有强氧化性，在加热条件下可
以和绝大多数金属剧烈反应
【问题讨论】镁、铝、锌和氯气反应的现象？
③I2：氧化性较强，但不如Cl2和Br2，在加热条件下也可以和绝大
多数金属反应，但剧烈程度不如Br2；和变价金属作用时，
往往只能将其氧化成较低价态
②Br2：也是一种强氧化剂，在加热条件下也可以和绝大多数金属
反应，但剧烈程度不如Cl2
都能剧烈燃烧，且都产生白烟
(2)和非金属单质反应
①F2：与H2混合，冷暗处也会爆炸
②Cl2：与H2混合，光照或点燃发生爆炸；若将验纯后的氢气
用尖嘴导管点燃后导入盛有氯气的集气瓶中，可安静地
燃烧，有苍白色火焰且瓶口上方有白雾产生
(3)和其它还原性物质反应
③Br2：与H2混合， 高温反应缓慢
④I2：与H2混合，高温反应缓慢且可逆
①卤素互换反应：
比较氯溴碘单质的活泼性：
I2+H2 2HI
比较氯溴碘单质的活泼性
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}编号
实验过程
现象
离子方程式
1
向少量NaBr溶液中加入几滴氯水，再加入CCl4。
?
?
2
向少量NaI溶液中加入几滴氯水，再加入CCl4。
?
?
3
?
?
?
?
【结论】氯、溴、碘单质活泼性的强弱顺序为：___________________
Cl2+2Br-=2Cl- +Br2
溶液由无色转为黄色
溶液由无色转为黄色
溶液由无色转为黄色
向少量NaI中加入几滴溴水，观察现象
Cl2+2I-=2Cl- +I2
Br2+2I-=2Br- +I2
Cl2>Br2>I2
②Cl2、Br2、I2都可置换硫化物中的硫，生成硫单质；
③Cl2、Br2、I2在水溶液中，可将SO2和亚硫酸盐氧化生成硫酸及
硫酸盐
④Cl2、Br2可以将Fe2+氧化成Fe3+
3Cl2+2NH3==N2+3HCl、3Cl2+8NH3==N2+6NH4Cl(白烟)
【微点拨】
氯气和氨气常温下因发生反应不能共存：
后一反应可用于工业上检验输送氯气的管道是否漏气。
2.和水反应
(3)Br2、I2常温下与水反应速率很慢，可忽略
(1)2F2+2H2O==4HF+O2↑
(2)Cl2+H2O HCl+HClO，氯气溶于水，有一部分与水反应，
故新置氯水显浅黄绿色；生成的HClO是一种强氧化剂；可以漂
白有机色素，且能杀菌、消毒，见光易分解、不稳定，新制氯
水中有七种微粒；久置氯水因HClO持续分解，变成无色的盐酸
3.和烧碱反应
(1)常温下，氯气与烧碱反应生成NaCl和NaClO、水；用此反应可
以制取消毒液，也可以用于除去尾气中的氯气；
3Cl2+6NaOH 5NaCl+NaClO3+3H2O
(2)Br2、I2常温下与烧碱反应，产物除生成-1价化合物外，还有
+1和+5价化合物
【微点拨】
4.I2可与淀粉溶液显蓝色，淀粉碘化钾试纸可检验氧化性比I2强的物质，
如Cl2
由于卤素原子最外层电子数相同，所以它们的性质具有相似性；由于它们的电子层数不同，所以它们的性质又有差异性。差异性的主要表现有：
(1)与金属反应时，如果金属有变价(如Fe、Cu)，Cl2、Br2可将金属
氧化成高价；而I2往往只能将其氧化成低价。
(2)F2、Cl2、Br2、I2与水反应越来越_______。
(3)卤素单质的氧化性F2_____Cl2______Br2______I2；
(4)按HF、HCl、HBr、HI顺序，热稳定性_______________。
难
＞
＞
＞
逐渐减弱
四.HX及氢卤酸
(2)氢卤酸都是_________的水溶液；是_____色____________味的液体；均____挥发；
浓氢卤酸敞口放置，瓶口会出现_________；HF任意比溶于水、HCl、 HBr、
HI极易溶于水。
1.物理性质
(1)卤化氢都是____色、____刺激性气味的气体；在空气中均会产生 _______；
四种卤化氢的熔、沸点由低到高的顺序为_________________________。
2.化学性质
(1)水溶液的酸性：

无
有
HCl、HBr、HI、HF
白雾
卤化氢
有刺激性
白雾
无
易
增强
氢卤酸的酸性按HF、HCl、HBr、HI的顺序________；其中_______为弱酸

HF
2.和水反应
(3)Br2、I2常温下与水反应速率很慢，可忽略
(1)2F2+2H2O==4HF+O2↑
(2)Cl2+H2O HCl+HClO，氯气溶于水，有一部分与水反应，
新故置氯水显浅黄绿色；生成的HClO是一种强氧化剂；可以漂
白有机色素，且能杀菌、消毒，见光易分解、不稳定，新制氯
水中有七种微粒；久置氯水因HClO持续分解，变成无色的盐酸
3.和烧碱反应
(1)常温下，氯气与烧碱反应生成NaCl和NaClO、水；用此反应可
以制取消毒液，也可以用于除去尾气中的氯气；
3Cl2+6NaOH 5NaCl+NaClO3+3H2O
(2)还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI
3.HF、HCl的制法(HBr、HI易被浓硫酸氧化)
其中HF几乎不能被氧化；HCl还原性较弱，但常温下可被酸性
KMnO4溶液氧化，浓盐酸常温下可被KClO3氧化、加热时可被
MnO2氧化；HBr、HI常温下可被酸性KMnO4溶液、浓硫酸、
硝酸氧化，加热时也可被MnO2氧化，HI还可被铁盐在水溶液
中氧化
(3)HI加热可部分分解
(4)HF腐蚀玻璃：SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O,故HF或氢氟酸不能用
玻璃瓶存放，要用塑料瓶存放；该反应可用于雕刻
玻璃
(1)HF的实验室制法：
CaF2(莹石、不)+H2SO4(浓) CaSO4+2HF↑
用铅制器皿制取、用塑料瓶保存
(2)实验室制HCl的原理是______________________________________________；
多余的HCl应_____________、原因是__________________。
五.卤化银
2.感光性：AgF＜AgCl＜AgBr＜AgI
AgCl感光性较弱，常用于提取指纹；AgBr感光性适中，常用作感光材
料；AgI感光性强，不适合作感光材料，但可用于人工降雨
NaCl(s)+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl↑；
2NaCl(s)+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl↑；
NaCl(s)+ NaHSO4(s) Na2SO4+HCl↑；
气体发生装置、收集装置与Cl2相似
1.颜色、溶解性
AgF：白色易溶；AgCl：白色难溶；AgBr：淡黄色难溶；AgI：黄色难溶。溶解度：AgF＞AgCl＞AgBr＞AgI
高沸点酸制低沸点酸或难挥发性酸制挥发性酸
用水吸收
HCl极易溶于水
?沉淀法： Ag+ + Cl- = AgCl 白色沉淀
Ag+ + Br- = AgBr 浅黄色沉淀
Ag+ + I- = AgI 黄色沉淀
六.卤素离子的检验（Cl-、Br-、I-）
?显色法： Cl2 +2Br- = Br2+2Cl-
Cl2 +2I- = I2+2Cl-
Br2/有机物溶剂—红棕色
I2/有机物溶剂—紫色
I2遇淀粉溶液变为蓝色
氧化还原反应
复分解反应
各显不同
海水中几乎存在所有的常见元素，它蕴藏着丰富的资源。目前，从海水中提取的两类物质已形成产业：一类是海水中含量较高，提取比较容易，而且成本也不很高的物质，如________和________等；另一类是陆地上含量较少，只能从海水中提取的物质，如_________和_________等。
1.海水提Br2
七.溴、碘的工业制法
镁
钾
溴
碘
地球上溴元素的分布：地球上99%的溴元素分布在海水中，约有100万亿吨
盐田法得到的粗盐与卤水
Br－的浓度（g /L）
海水
0.067
卤水(晒盐之后)
2.5--3
苦卤(提取KCl之后)
>6
苦卤中的溴元素主要以Br－存在，苦卤中Br－的浓度是海水中Br－浓度的近100倍
怎样将苦卤中的Br -转化成Br2？怎样把Br2从水中分离出来?
想一想
(1)溴元素的富集-海水晒盐、卤水及苦卤中Br－
浓度
(2)溴的提取
32
①浓缩
含溴量：
0.065 g·L-1
含溴量：
2~4 g·L-1
33
②氧化
含溴量：
0.065 g·L-1
含溴量：
2~4 g·L-1
硫酸：抑制Cl2和水反应，提高Cl2利用率。
34
③提取
含溴量：
0.065 g·L-1
含溴量：
2~4 g·L-1
沸点
水：100℃
Br2：58.8℃
控制温度在70℃左右，
温度过高水大量挥发，温度过低Br2挥发不完全。
硫酸：抑制Cl2和水反应，提高Cl2利用率。
35
④精制
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
ⅡⅢ的作用是什么？
提高Br2的浓度和纯度。
Ⅱ
Ⅲ
【总结】海水提溴可以分为两个阶段
Cl2+2Br- = 2Cl-+Br2
通入热空气？
水蒸气(吹入)
通入热空气或水蒸气的原理：溴的沸点比水的沸点低，向苦卤中吹入热空气或水蒸气，使溴挥发，冷凝后即得粗溴；
海水
浓缩
苦卤
（Br -）
氯气氧化
溴水
(Br2)
粗溴
阶段一：制备粗溴
阶段二：粗溴的提纯（工业提纯）
精制溴
粗溴
通入????????????
?
含有HBr的
溶液
蒸馏
氯气氧化
除去杂质
加入????????????????????????溶液
?
NaBr、NaBrO3
混合溶液
加入硫酸
提取
【问题思考】
对比两种精制溴的方法，请你对两种方法作出评价
两种方式都是工业上的常用方法，第一种方式反应速率快，多数企业采用此方法，然而存在的问题有：第一步反映的产物为氢溴酸与硫酸，强酸腐蚀生产设备；且生产中使用二氧化硫与氯气有毒有害气体，厂区的气体处理是一个较大问题
第二种方法使用的试剂相对环境友好，然而反应速度偏慢，对于企业而言经济性较差，因此对于实际发生的化工生产应该多角度全方面考虑
海洋植物,如海带、马尾藻等有吸附碘离子的特殊能力,它们能把海水中的碘富集到是海水中的10万倍以上。所以通常从海带或马尾藻中提取碘。
2.海带提碘的原理-海带对碘元素的富集作用
碘在海水中含量太低,仅有60μg·L-1，苦卤中的碘含量也仅有6mg·L-1左右，目前还不能直接从海水中提取碘。(1μg=10-6g)
(1)海带提碘的一般流程
灼烧
溶解
过滤
氧化
萃取
分液
蒸馏
Cl2 + 2I - = 2Cl - + I2
干燥海带
海带灰
滤液（含碘离子）
碘水
碘的CCl4溶液
固体I2
?
工业上亦有使用离子交换法处理含碘离子的溶液，提高碘的提取效率。
Cl2
是否有合适的绿色氧化剂替代氯气？
H2O2 + 2I -+2H+ = I2+ 2H2O
(2)海带提碘的仪器和操作步骤
浸泡
溶解
过滤
氯气（新制氯水）氧化
萃取
分液
蒸馏
3.海水中物质提取的设计理念
海水
浓缩(富集)
含离子浓度较高的溶液
氧化或还原
粗品
提纯
纯品
注意：
采用绿色化工工艺与节能降低生产的成本
注重生产工艺的简洁
绿色化学

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