【名师导航】2025年高考化学一轮复习学案--第16讲 卤族元素和其单质的制取(解析版)

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第16讲 卤族元素和其单质的制取
【备考目标】 1.掌握卤素的性质及卤素离子的检验。2.掌握卤素单质的提取。
考点1 卤素的性质  卤素离子的检验
1.卤素单质(X2)
(1)性质的相似性
卤素位于元素周期表中第 ⅦA族,包括:氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)。
①与大多数金属反应
如与Fe反应:2Fe+3X2===2FeX3(X为F、Cl、Br,I2的氧化性较弱,与Fe反应生成FeI2)。
②与H2反应:X2+H2===2HX 。
③与H2O反应:X2+H2O===HX+HXO (X为Cl、Br)。
④与碱溶液反应:X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O (X为Cl、Br)。
⑤卤素间的置换反应:如Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2;Br2+2KI===2KBr+I2。
(2)性质的递变性
颜色
熔、沸点
密度
水溶性
氧化性
还原性
(X-)
(3)性质的特殊性
氟 ①无正价,非金属性最强。②2F2+2H2O===4HF+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。③F2与H2反应在暗处即爆炸
溴 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 ①I2遇淀粉变蓝色。②I2加热时易升华 。③含碘食用盐中加入的是KIO3而不是I2
【提醒】 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
水 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
化合物 性质 备注
卤化氢 稳定性:HF>HCl>HBr>HI还原性:HF金属卤化物 卤素离子的还原性:F-次卤酸盐 (F除外) 均具有氧化 性 次卤酸盐(XO-)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
卤化银 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
卤酸盐 (F除外) 均具有氧化 性 卤酸盐(XO)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
【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+H2SO4CaSO4+2HF↑。
3.卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液 eq \o(――→,\s\up7(滴加AgNO3溶液和稀硝酸),\s\do5((排除CO等的干扰))) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(白色沉淀,则有Cl-,淡黄色沉淀,则有Br-,黄色沉淀,则有I-))
(2)置换——萃取法
未知液有机层呈
(3)氧化——淀粉法检验I-
未知液 溶液变蓝,表明有I-
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)卤素气态氢化物的水溶液都是强酸溶液(× )
(2)实验室保存液溴时要加少量水进行水封,不用橡胶塞(√ )
(3)为验证Br2的氧化性强于I2,将少量溴水加入KI溶液中,再加入CCl4,振荡、静置,可观察到下层液体呈紫色(√ )
(4)可以用淀粉溶液检验加碘食盐中的KIO3(× )
(5)用加热的方法可将NaHCO3中混有的少量碘除去(× )
(6)可用F2与NaCl溶液反应产生Cl2,验证F2的氧化性大于Cl2(× )
题组练习
一、认识卤素单质、化合物的性质与应用
1.下列关于卤素的叙述正确的是(   )
①卤素的钾盐中,最易被氧化的是氟化钾
②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
③溴化银具有感光性,碘化银不具有感光性
④某溶液与淀粉 KI溶液反应出现蓝色,则证明该溶液是氯水或溴水
⑤氟气跟氯化钠水溶液反应,一定有氟化氢和氧气生成
⑥氯气跟水反应时,水既不是氧化剂也不是还原剂
A.①③⑤ B.②③⑥ C.②⑤⑥ D.①③④
解析:选C。易被氧化的物质应具有较强的还原性,卤素离子中,I-的还原性最强,故卤素的钾盐中,最易被氧化的是KI,①错误;卤化银中除AgF外均有感光性,③错误;能与淀粉 KI溶液反应出现蓝色现象的,除氯水或溴水外,还可以是碘水等,④错误。
2.某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是(   )
A.E处棉花球变成黄色,说明Cl2的氧化性比Br2强
B.F处棉花球变成蓝色,说明Br2的氧化性比I2强
C.E处发生反应的离子方程式为Cl2+2Br-===2Cl-+Br2
D.G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH-+Cl2===ClO-+Cl-+H2O
解析:选B。在F处,可能是未反应完的Cl2与KI发生反应置换出I2,使淀粉变蓝色,不能说明Br2的氧化性比I2强。
二、拟卤素和卤素互化物的结构与性质
3.溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似,能与大多数金属反应生成金属卤化物,和某些非金属单质反应能生成相应的卤化物。
(1)溴化碘与水反应的化学方程式为____________________________。
(2)溴化碘与NaOH溶液反应的化学方程式为__________________________________________________。
(3)上述两个反应是否是氧化还原反应?为什么?____________________________________。
答案:(1)IBr+H2O===HBr+HIO
(2)2NaOH+IBr===NaBr+NaIO+H2O
(3)IBr中I为+1价,Br为-1价,上述两个中反应中反应前后各元素的化合价均未发生变化,不是氧化还原反应
4.氰[(CN)2]的结构简式为N≡C—C≡N,其化学性质与卤素(X2)很相似,化学上称之为拟卤素,其氧化性介于Br2和I2之间。
(1)写出(CN)2的电子式:_______________________________________________。
(2)写出(CN)2在常温下与烧碱溶液反应的化学方程式:______________________________________。
(3)在KBr、KI、KCN的混合溶液中通入少量氯气,发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
答案:(1)∶N C∶C N∶
(2)(CN)2+2NaOH===NaCN+NaCNO+H2O (3)2I-+Cl2===I2+2Cl-
考点2 卤素单质的制取
1.氯的提取——氯碱工业
―→
化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 。
2.海水提溴——空气吹出法
(1)主要流程
(2)主要过程
3.海带中碘的提取及检验
(1)主要流程
(2)反应原理
2H++2I-+H2O2===I2+2H2O或Cl2+2I-===2Cl-+I2
题组练习
一、实验室中提取溴、碘
1.(2023·广东名校联考)下列是制取Cl2、用Cl2氧化I-并回收I2的实验流程,实验原理和装置都正确的是(   )
解析:选D。制取Cl2应用浓盐酸与MnO2反应,A项错误;通入Cl2应长口进短口出,B项错误;渗析是分离出胶体粒子的方法,碘单质是固体,分离出粗碘应过滤,C项错误;粗碘中的I2受热会升华,碘蒸气通过滤纸在漏斗壁处又凝华成纯净的碘固体,故可通过该方法提纯I2,D项正确。
2.欲从含Br-的废液中提取溴单质,需经过一系列操作,实验装置及物质的性质如下:
Br2 CCl4 正十二烷
密度/(g·cm-3) 3.12 1.59 0.753
沸点/℃ 58.76 76.8 215~217
下列说法正确的是(   )
A.可用装置甲氧化废液中的Br-
B.装置乙中选用正十二烷而不用CCl4,是因为正十二烷的密度更小
C.用装置丙进行蒸馏,先收集正十二烷再收集Br2
D.用装置丁贮存液溴
解析:选D。装置乙中选用正十二烷而不用CCl4,是因为正十二烷的沸点高,便于使用蒸馏法分离溶于正十二烷中的溴,用装置丙进行蒸馏,先收集到的是Br2,故B错误、C错误;液溴的密度比水大,可以用水液封,D正确。
二、工业上提取溴、碘的流程分析
3.(2023·广东汕头三模)碘元素在人体内发挥着重要作用,可预防大脖子病。某实验小组从海带中提取碘的工艺流程如图,下列有关说法错误的是(   )
A.灼烧时需要用到玻璃棒、酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚和坩埚钳
B.操作①和③均为过滤
C.反应②中离子反应方程式为2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O
D.采用减压蒸馏,可以降低萃取剂的沸点,便于I2和CCl4的分离
解析:选B。将海带灼烧得到海带灰,经过溶解、浸泡得到海带灰悬浊液,过滤后得到含碘离子的溶液,向其中加入过氧化氢和稀硫酸,碘离子被氧化为碘单质,得到含碘水溶液,加入CCl4进行萃取,得到碘的CCl4溶液,再经过减压蒸馏得到单质碘。灼烧用到的仪器有:坩埚、坩埚钳、泥三角、三脚架、酒精灯、玻璃棒,A项正确;操作①是过滤得到海带浸取原液,操作③是萃取分液,B项错误;反应②中是加入过氧化氢和稀硫酸,将碘离子氧化为碘单质,反应的离子方程式为2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O,C项正确;减压蒸馏能够降低萃取剂的沸点,便于I2和CCl4的分离,D项正确。
4.空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下:
(1)步骤③的离子方程式为________________________________________________________。
(2)步骤⑤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是__________________。
(3)溴水混合物Ⅱ中溶有一定量的氯气,因此在步骤⑤中可将蒸馏产生的气体通过________________(填试剂名称)溶液,以除去氯气。
(4)步骤⑤的蒸馏过程中,温度应控制在80~90 ℃。温度过高或过低都不利于生产,请解释原因: ______________________________________________________。
(5)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,理由是_______________________________________________。
(6)提取溴单质,采用蒸馏“溴水混合物Ⅱ”而不是蒸馏“溴水混合物Ⅰ”的方法,请说明原因: ________________________________________________________________________。
解析:从海水中提取溴,一般要经历浓缩、氧化和提取三个步骤。步骤①氯气是氧化Br-,反应的离子方程式为Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,生成的Br2仍溶解在海水中,根据溴的沸点比水低的性质,可以鼓入热空气(步骤②)使其挥发出来,再用SO2吸收(步骤③):Br2+SO2+2H2O===4H++2Br-+SO,从而富集Br-,得到浓度较高的含Br-溶液,进一步氧化(步骤④),得到Br2,蒸馏可得液溴。
答案:(1)Br2+SO2+2H2O===4H++2Br-+SO  (2)分液漏斗
(3)溴化铁(或其他含Br-的盐类物质)
(4)温度过高,大量水蒸气被蒸出,溴蒸气中水增加;温度过低,溴不能完全蒸出,提取率低 (5)酸化可抑制Cl2、Br2与水反应
(6)将“溴水混合物Ⅰ”转变为“溴水混合物Ⅱ”是Br2的浓缩过程,可提高效率,减少能耗,降低成本
高考真题
1.(2024·辽吉黑卷,6,3分)H2O2分解的“碘钟”反应美轮美奂。将一定浓度的三种溶液(①H2O2溶液;②淀粉、丙二酸和MnSO4混合溶液;③KIO3、稀硫酸混合溶液)混合,溶液颜色在无色和蓝色之间来回振荡,周期性变色;几分钟后,稳定为蓝色。下列说法错误的是( )
A.无色→蓝色:生成I2 B.蓝色→无色:I2转化为化合态
C.H2O2起漂白作用 D.淀粉作指示剂
答案:C
解析:分析该“碘钟”反应的原理:①在Mn2+的催化下H2O2与IO3-反应生成I2,在淀粉指示剂的作用下溶液变蓝色;②生成的I2又会与H2O2反应生成IO3-,使溶液变回无色;③生成的I2可以与丙二酸反应生成琥珀色的ICH(COOH)2,溶液最终会变成蓝色。A项,溶液由无色变为蓝色说明有I2生成,A正确;B项,溶液由蓝色变为无色,是将I2转化为IO3-,I2转化为为化合态,B正确;C项,H2O2在此过程中参加反应,不起到漂白作用,C错误;D项,在此过程中,因为有I2的生成与消耗,淀粉在这个过程中起到指示剂的作用,D正确;故选C。
2.(2018·江苏高考)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是(   )
A.用装置甲灼烧碎海带 B.用装置乙过滤海带灰的浸泡液
C.用装置丙制备用于氧化浸泡液中I-的Cl2 D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I-后的Cl2尾气
解析:选B。A项,灼烧碎海带应在坩埚中进行,不能用烧杯,装置甲不能达到实验目的;C项,用浓盐酸和MnO2制取氯气需要加热,装置丙不能达到实验目的;D项,吸收Cl2应用NaOH溶液,装置丁不能达到实验目的。
3.(2023·浙江6月选考)探究卤族元素单质及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是(   )
实验方案 现象 结论
A 往碘的CCl4溶液中加入等体积的浓KI溶液,振荡 分层,下层由紫红色变为浅粉红色,上层呈棕黄色 碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在CCl4中的溶解能力
B 用玻璃棒蘸取次氯酸钠溶液点在pH试纸上 试纸变白 次氯酸钠溶液呈中性
C 向2 mL 0.1 mol·L-1AgNO3溶液中先滴加4滴0.1 mol·L-1 KCl溶液,再滴加4滴0.1 mol·L-1 KI溶液 先产生白色沉淀,再产生黄色沉淀 AgCl转化为AgI,AgI的溶解度小于AgCl的溶解度
D 取两份新制氯水,分别滴加AgNO3溶液和淀粉 KI溶液 前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色 氯气与水的反应存在限度
解析:选A。往碘的CCl4溶液中加入等体积的浓KI溶液,振荡,静置,分层,下层由紫红色变为浅粉红色,上层呈棕黄色,说明溶液中发生反应:I-+I2 I,I呈棕黄色,证明碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在CCl4中的溶解能力,故A正确;次氯酸钠溶液具有漂白性,能将pH试纸漂白,应选pH计测定其pH,故B错误;硝酸银过量,均生成沉淀,由操作和现象不能说明AgCl转化为AgI,不能比较AgI和AgCl的溶解度,故C错误;Cl2和HClO均能氧化KI生成碘单质,使溶液变蓝色,故无法证明上述反应存在限度,故D错误。
4.(2021·全国卷甲节选)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:
(1)I2的一种制备方法如下图所示:
①加入铁粉进行转化反应的离子方程式为______________________________。生成的沉淀与硝酸反应,生成______________后可循环使用。
②通入Cl2的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
若反应物用量比=1.5时,氧化产物为________;当>1.5,I2的收率会降低,原因是
________________________________________________________________________。
解析:(1) ①由流程图可知悬浊液中含AgI,AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag,FeI2易溶于水,在离子方程式中能拆,故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI+Fe===2Ag+Fe2++2I-,生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环中。②通入Cl2的过程中,因I-还原性强于Fe2+,Cl2先氧化还原性强的I-,若氧化产物只有一种,则该氧化产物只能是I2,故反应的化学方程式为FeI2+Cl2===I2+FeCl2,若反应物用量比=1.5,Cl2先氧化完全部I-再氧化Fe2+,恰好将全部I-和Fe2+氧化,故氧化产物为I2、FeCl3,当>1.5,即Cl2过量,多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应,单质碘的收率会降低。
答案:(1)①2AgI+Fe===2Ag+Fe2++2I- AgNO3
②FeI2+Cl2===I2+FeCl2 I2、FeCl3 I2被过量的Cl2进一步氧化
巩固练习
一、选择题(每题5分,共10题,共50分)
1.下列关于卤素(用X表示)的叙述,错误的是(   )
A.卤素单质与水反应均可用X2+H2O HXO+HX表示
B.HX都极易溶于水,它们的热稳定性随X的核电荷数的增加而减小
C.卤素单质的颜色由F2→I2逐渐变深
D.X-的还原性依次为F-<Cl-<Br-<I-
解析:选A。卤素单质中,氟气和水发生反应生成HF和O2,不符合X2+H2O HXO+HX,A错误;卤素原子得电子的能力越强,HX的热稳定性越强,卤素原子的得电子能力随X的核电荷数的增加而减小,所以HX的热稳定性随X的核电荷数的增加而减小,B正确;卤素单质的颜色由F2→I2逐渐加深,依次是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色、紫黑色,C正确;卤素单质的氧化性从上到下逐渐减弱,对应离子的还原性从上到下逐渐增强,则X-的还原性依次为F-<Cl-<Br-<I-,D正确。
2.卤素的应用广泛,常运用于化学工业尤其是有机合成工业上。下列关于卤素单质或其化合物的叙述正确的是(   )
A.漂白液中次氯酸钠的电离方程式:NaClO===Na++Cl-+O2-
B.向溴化亚铁溶液中滴入少量氯水的离子方程式:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
C.在含有KI的溶液中可以大量存在H+、Mg2+、NO、SO
D.加热含1 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2的混合物,产生5.6 L(标准状况)的氯气
解析:选B。次氯酸钠在水溶液中电离形成钠离子和次氯酸根离子NaClO===Na++ClO-,A错误;亚铁离子具有还原性,且还原性大于Br-,氯水中氯气具有氧化性,向溴化亚铁中滴加氯水能发生氧化还原反应2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,B正确;碘离子具有还原性,硝酸根离子在酸性条件下具有氧化性,故不能共存,C错误;浓盐酸在与二氧化锰反应的过程中会不断变稀,稀盐酸与二氧化锰不反应,故得到的氯气在标准状况下小于5.6 L,D错误。
3.下列能够检验出KI中是否含有Br-的实验是(   )
A.加入足量的新制氯水,溶液变色则有Br-
B.加入酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色是否褪去
C.加入少量的碘水,再加入CCl4振荡,有机层有色,则有Br-
D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,取无色的水层并加入AgNO3溶液,有浅黄色沉淀生成,则含有Br-
解析:选D。A项,在KI中加入足量新制氯水,也会置换出单质碘而使溶液变色,错误;B项,Br-和I-均能使酸性KMnO4溶液褪色,错误;C项,加入少量的碘水,再加入CCl4振荡,有机层因萃取I2而显色,并没有Br2产生,错误。
4.如图是盛放液溴的试剂瓶剖面图,仔细观察发现其分成了明显的气相、溴溶液相和液溴相三相,下列说法错误的是(   )
A.气相呈现红棕色,因为其中含有Br2的蒸气
B.溴溶液相显酸性,主要是因为HBr电离出了H+
C.液溴保存时加水形成水封的目的是减少Br2的挥发
D.液溴保存时不可敞口放置,应保存在细口瓶中并塞上橡胶塞
解析:选D。气相为空气和溴蒸气的混合相,因为其中含有Br2的蒸气,所以呈现红棕色,故A正确;溴溶液相中溴与水发生反应生成溴化氢和次溴酸,溴化氢为强酸,次溴酸为弱酸,溶液显酸性,主要是因为HBr电离出了H+,故B正确;因为Br2容易挥发,所以液溴保存时加水形成水封,故C正确;溴具有强氧化性,能氧化橡胶,故D错误。
5.(2023·广东潮州二模)“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图,下列说法错误的是(   )
A.进入吹出塔前,Br-被氧化为Br2 B.吸收塔中SO2做还原剂
C.经过吸收塔后,溴元素得到富集 D.两次通入水蒸气的作用都是参加反应
解析:选D。由题给流程可知,向浓缩、酸化后的海水中通入氯气,海水中的溴离子与氯气反应生成溴单质,利用水蒸气和热空气吹出溴,吹出的溴在吸收塔中与二氧化硫水溶液反应生成硫酸和氢溴酸,氢溴酸溶液在蒸馏塔中与氯气反应生成溴单质,在水蒸气作用下反应得到的溴蒸气经冷凝、精馏得到溴。在进入吹出塔前,Br-与氯气发生氧化还原反应,Br-被氧化成Br2,A正确;吸收塔中发生的反应为吹出的溴与二氧化硫水溶液反应生成硫酸和氢溴酸,反应中硫元素的化合价升高被氧化,二氧化硫是反应的还原剂,B正确;经过吸收塔后溶液中的溴离子浓度增大,是溴元素得到富集的过程,C正确;两次通入的水蒸气都未参加反应,D错误。
6.用灼烧法证明海带中含有碘元素,各步骤选用的实验用品不必都用到的是(   )
选项 实验步骤 实验用品
A 步骤1:将海带灼烧灰化
B 步骤2:将海带灰溶解、过滤
C 步骤3:氧化滤液中的I-
D 步骤4:检验碘元素
解析:选C。氧化滤液中的I-用不到容量瓶。
7.某小组比较Cl-、Br-、I-的还原性,实验如下:
实验1 实验2 实验3
装置
现象 溶液颜色无明显变化;把蘸有浓氨水的玻璃棒靠近试管口,产生白烟 溶液变黄;把湿淀粉 KI试纸靠近试管口,试纸变蓝 溶液变深紫色;经检验溶液含单质碘
下列对实验的分析不合理的是(   )
A.实验1中,白烟是NH4Cl B.根据实验1和实验2判断还原性:Br->Cl-
C.根据实验3判断还原性:I->Br- D.上述实验利用了浓H2SO4的氧化性、难挥发性等性质
解析:选C。实验1,试管口挥发出的氯化氢气体与浓氨水挥发出的氨气反应生成白烟氯化铵,A合理;实验1溶液颜色无明显变化说明浓硫酸不能氧化氯离子,实验2溶液变黄说明浓硫酸能氧化溴离子,所以判断还原性:Br->Cl-,B合理;②中溶液含有浓硫酸和溴单质,加入碘化钠生成碘单质,可能是浓硫酸把碘离子氧化为碘单质,不能得出还原性:I->Br-,C不合理;实验1体现浓硫酸的难挥发性,实验2体现浓硫酸的氧化性,D合理。
8.下列实验操作、现象和结论均正确的是(   )
选项 实验操作 现象 结论
A 用双氧水滴定淀粉 KI溶液 溶液变蓝 达到滴定终点
B 向食用加碘盐中加入食醋和KI溶液,再加入CCl4振荡,静置 下层呈紫红色 该食用加碘盐中含有KIO3
C 用湿润的淀粉 KI试纸鉴别NO2、溴蒸气 试纸变蓝 该气体为溴蒸气
D 最后试管中有浅黄色沉淀  有机化合物中含有溴原子
解析:选B。A项,淀粉 KI溶液一般作为指示剂,设计用双氧水滴定淀粉 KI溶液无法判定滴定终点,实验不合理,错误;B项,在酸性环境中,KIO3与KI反应生成I2,正确;C项,NO2溶于水变为硝酸,硝酸具有强氧化性,也可使淀粉 KI试纸变蓝,错误;D项,加入AgNO3溶液之前要用硝酸中和溶液中的碱,错误。
9.某同学检验海带中是否含有碘元素,进行了如下实验。
步骤Ⅰ:灼烧干海带得到海带灰;
步骤Ⅱ:将海带灰加蒸馏水溶解、过滤,得到海带灰浸取液;
步骤Ⅲ:取少量浸取液于试管中,加入淀粉溶液,溶液未变蓝;再加入10% H2O2溶液(硫酸酸化),溶液变为蓝色;
步骤Ⅳ:将10% H2O2溶液(硫酸酸化)替换为氯水,重复步骤Ⅲ,溶液未变蓝;
步骤Ⅴ:向步骤Ⅳ所得溶液中通入SO2,溶液迅速变为蓝色。
下列说法不正确的是(   )
A.步骤Ⅰ中,灼烧干海带的目的是除去有机化合物,获得可溶性碘化物
B.步骤Ⅲ中,反应的离子方程式:H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O
C.若将步骤Ⅴ中的SO2替换为KI溶液,也可能观察到溶液变为蓝色
D.对比步骤Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ中实验现象,说明该条件下H2O2氧化性比氯水强
解析:选D。干海带灼烧过程中所含有机质转化为二氧化碳和水,得到可溶性碘化物,A正确;根据步骤Ⅲ中现象可知,10% H2O2将碘离子氧化为碘单质,根据得失电子守恒得反应离子方程式:H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O,B正确;由步骤Ⅳ、步骤Ⅴ的现象可知氯水将碘化物氧化为碘酸盐,碘酸盐被二氧化硫还原为碘单质,KI也具有较强还原性,也能将碘酸盐还原为碘单质,C正确;对比步骤Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ中实验现象,可知H2O2只能将碘化物氧化为碘单质,而氯水能将碘化物氧化为碘酸盐,说明氯水的氧化性强于H2O2,D错误。
10.(2023·山东潍坊联考)从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘的实验过程如图:
下列说法正确的是(   )
A.“还原”过程产生刺激性气味的气体
B.“操作X”用到漏斗、玻璃棒、锥形瓶等玻璃仪器
C.“氧化”过程采用较高温度加快反应速率
D.“富集”的主要目的是增大溶液中I2的浓度
解析:选D。含碘废液加入亚硫酸钠,亚硫酸根离子具有还原性,和碘单质反应生成碘离子和硫酸根离子,分液将有机层四氯化碳和水层分离,水层加入氯气氧化碘离子生成碘单质,处理得到碘。 “还原”过程产生碘离子和硫酸根离子,不产生刺激性气味的气体,A错误; “操作X”为分液,用到分液漏斗、烧杯等玻璃仪器,B错误; “氧化”过程采用较高温度会使得氯气在溶液中溶解度减小,不利于反应进行,C错误; “富集”的主要目的是增大溶液中I2的浓度,利于碘单质的收集和分离,D正确。
二、非选择题(共2题,共30分)
11.(11分)某校化学实验小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现:在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,振荡后溶液呈黄色。
提出问题:Fe3+、Br2谁的氧化性更强?
(1)猜想
①甲同学认为氧化性:Fe3+>Br2,故上述实验现象不是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是含________(填化学式,下同)所致。(1分)
②乙同学认为氧化性:Br2>Fe3+,故上述实验现象是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是含______所致。(1分)
(2)设计实验并验证
丙同学为验证乙同学的观点,选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验,并通过观察实验现象,证明了乙同学的观点是正确的。
供选用的试剂:a.酚酞溶液 b.四氯化碳 c.无水酒精 d.硫氰化钾溶液
请在下列表格中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。(试剂填字母)(4分)
选用试剂 实验现象
方案1
方案2
(3)应用与拓展
①题述实验所发生反应的离子方程式为____________________________________________。(2分)
②向100 mL FeBr2溶液中通入2.24 L Cl2(标准状况),溶液中有的溴元素被氧化成单质Br2,则原溶液中FeBr2的物质的量浓度为__________________________。 (3分)
解析:(2)证明溶液中没有溴单质而有Fe3+即可证明乙同学的观点,利用溴能溶于四氯化碳,使四氯化碳层显红棕色,Fe3+遇SCN-溶液显红色来设计实验。
(3)①通过上述分析可知,溴单质可以氧化Fe2+生成Fe3+,离子方程式为2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-。②FeBr2中通入Cl2,Cl2先和Fe2+反应,后和Br-反应,假设FeBr2的浓度为x mol·L-1,根据得失电子守恒可知x×0.1+2x×0.1×=0.2,则x=1.2。
答案:(1)①Br2 ②Fe3+
(2)
选用试剂 实验现象
方案1 b CCl4层呈无色
方案2 d 溶液变红
(3)①2Fe2++Br2===2Fe3++2Br- ②1.2 mol·L-1
12.(19分)ICl(氯化碘)是红棕色液体,熔点为13.9 ℃,沸点为97.4 ℃,易水解,接触空气时能形成五氧化二碘,能与许多单质发生作用,能溶于乙醇、乙醚等。某校研究性学习小组的同学拟用下列仪器制备氯化碘。回答下列问题:
(1)检查A装置气密性的方法为_______________________________________________。(3分)
(2)上述装置,按气流方向连接的顺序为________(装置可重复使用),A装置中发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。(6分)
(3)C装置的作用是___________________________________________________。(1分)
(4)反应时E装置需放在水中,控制温度大约为40 ℃,其目的是
________________________________________________________________________。(2分)
(5)按上述连接好的装置进行实验,实验步骤如下:
①检查装置气密性后,装入药品
②打开分液漏斗活塞
③关闭分液漏斗活塞
④停止加热E,充分冷却
⑤水浴加热E
请按正确的顺序填入上述步骤的序号________。(3分)
(6)在A装置后可连接如图所示装置,当反应结束关闭分液漏斗活塞后,关闭K,该装置的作用是__________________。(2分)
(7)ICl和水反应的化学方程式为__________________________________________________________。(2分)
解析:(2)利用二氧化锰与浓盐酸加热制备氯气,氯气中含有氯化氢、水蒸气,因此混合气体先通过饱和食盐水除去氯化氢,再通过浓硫酸除去水蒸气,得到干燥纯净的氯气,氯气进入装置E中,与碘进行反应,由于ICl(氯化碘)是红棕色液体,易水解,所以还必须连接装置B,最后多余的尾气被碱液吸收,按气流方向装置的连接顺序为ACBEBD;A装置中发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。(5)装置连接好后,首先检查装置的气密性,确定不漏气后,加入药品,打开分液漏斗活塞,反应开始进行,用水浴法给装置E加热,反应结束后,停止加热E,充分冷却,待温度降到室温后,关闭分液漏斗活塞,正确的实验步骤为①②⑤④③。(6)在A装置后可连接如题图所示的装置,当反应结束关闭分液漏斗活塞后,关闭K,该装置可以用来储存多余的Cl2,避免释放到空气中污染空气。(7)ICl易发生水解,与水反应生成HCl和HIO,反应的化学方程式为ICl+H2O HIO+HCl。
答案:(1)从A装置的导管口连接一个导管伸入水中,关闭分液漏斗活塞,手握圆底烧瓶,若一段时间后导管口有气泡冒出,且手放开烧瓶后,有一段水柱倒吸入导管,说明A装置气密性良好
(2)ACBEBD MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(3)除去Cl2中混有的HCl (4)减少I2的升华和ICl的挥发
(5)①②⑤④③ (6)储存多余的Cl2 (7)ICl+H2O HIO+HCl
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第16讲 卤族元素和其单质的制取
【备考目标】 1.掌握卤素的性质及卤素离子的检验。2.掌握卤素单质的提取。
考点1 卤素的性质  卤素离子的检验
1.卤素单质(X2)
(1)性质的相似性
卤素位于元素周期表中第 ⅦA族,包括:氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)。
①与大多数金属反应
如与Fe反应:2Fe+3X2===2FeX3(X为F、Cl、Br,I2的氧化性较弱,与Fe反应生成 )。
②与H2反应: 。
③与H2O反应: (X为Cl、Br)。
④与碱溶液反应: (X为Cl、Br)。
⑤卤素间的置换反应:如Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2;Br2+2KI===2KBr+I2。
(2)性质的递变性
颜色
熔、沸点
密度
水溶性
氧化性
还原性
(X-)
(3)性质的特殊性
氟 ①无正价,非金属性最强。②2F2+2H2O===4HF+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。③F2与H2反应在暗处即爆炸
溴 盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴时不能用 ;
碘 ①I2遇淀粉变蓝色。②I2加热时易 。③含碘食用盐中加入的是KIO3而不是I2
【提醒】 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
水 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
化合物 性质 备注
卤化氢 稳定性:HF>HCl>HBr>HI还原性: 水溶液的酸性:HF金属卤化物 卤素离子的还原性: I-的还原性很强,能被 等氧化剂氧化
次卤酸盐 (F除外) 均具有 性 次卤酸盐(XO-)能氧化相应的卤素离子生成卤素单质(F除外):如ClO-+Cl-+2H+===
卤化银 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
卤酸盐 (F除外) 均具有 性 卤酸盐(XO)能氧化相应的卤素离子生成卤素单质(F除外):如ClO+5Cl-+6H+=== ;
【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+H2SO4CaSO4+2HF↑。
3.卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液 eq \o(――→,\s\up7(滴加AgNO3溶液和稀硝酸),\s\do5((排除CO等的干扰))) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(白色沉淀,则有Cl-,淡黄色沉淀,则有Br-,黄色沉淀,则有I-))
(2)置换——萃取法
未知液有机层呈
(3)氧化——淀粉法检验I-
未知液 溶液变蓝,表明有I-
【基点判断】(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)卤素气态氢化物的水溶液都是强酸溶液( )
(2)实验室保存液溴时要加少量水进行水封,不用橡胶塞( )
(3)为验证Br2的氧化性强于I2,将少量溴水加入KI溶液中,再加入CCl4,振荡、静置,可观察到下层液体呈紫色( )
(4)可以用淀粉溶液检验加碘食盐中的KIO3( )
(5)用加热的方法可将NaHCO3中混有的少量碘除去( )
(6)可用F2与NaCl溶液反应产生Cl2,验证F2的氧化性大于Cl2( )
题组练习
一、认识卤素单质、化合物的性质与应用
1.下列关于卤素的叙述正确的是(   )
①卤素的钾盐中,最易被氧化的是氟化钾
②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
③溴化银具有感光性,碘化银不具有感光性
④某溶液与淀粉 KI溶液反应出现蓝色,则证明该溶液是氯水或溴水
⑤氟气跟氯化钠水溶液反应,一定有氟化氢和氧气生成
⑥氯气跟水反应时,水既不是氧化剂也不是还原剂
A.①③⑤ B.②③⑥ C.②⑤⑥ D.①③④
2.某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是(   )
A.E处棉花球变成黄色,说明Cl2的氧化性比Br2强
B.F处棉花球变成蓝色,说明Br2的氧化性比I2强
C.E处发生反应的离子方程式为Cl2+2Br-===2Cl-+Br2
D.G装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OH-+Cl2===ClO-+Cl-+H2O
二、拟卤素和卤素互化物的结构与性质
3.溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似,能与大多数金属反应生成金属卤化物,和某些非金属单质反应能生成相应的卤化物。
(1)溴化碘与水反应的化学方程式为____________________________。
(2)溴化碘与NaOH溶液反应的化学方程式为__________________________________________________。
(3)上述两个反应是否是氧化还原反应?为什么?____________________________________。
4.氰[(CN)2]的结构简式为N≡C—C≡N,其化学性质与卤素(X2)很相似,化学上称之为拟卤素,其氧化性介于Br2和I2之间。
(1)写出(CN)2的电子式:_______________________________________________。
(2)写出(CN)2在常温下与烧碱溶液反应的化学方程式:______________________________________。
(3)在KBr、KI、KCN的混合溶液中通入少量氯气,发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
考点2 卤素单质的制取
1.氯的提取——氯碱工业
―→
化学方程式为 。
2.海水提溴——空气吹出法
(1)主要流程
(2)主要过程
3.海带中碘的提取及检验
(1)主要流程
(2)反应原理
2H++2I-+H2O2===I2+2H2O或Cl2+2I-===2Cl-+I2
题组练习
一、实验室中提取溴、碘
1.(2023·广东名校联考)下列是制取Cl2、用Cl2氧化I-并回收I2的实验流程,实验原理和装置都正确的是(   )
2.欲从含Br-的废液中提取溴单质,需经过一系列操作,实验装置及物质的性质如下:
Br2 CCl4 正十二烷
密度/(g·cm-3) 3.12 1.59 0.753
沸点/℃ 58.76 76.8 215~217
下列说法正确的是(   )
A.可用装置甲氧化废液中的Br-
B.装置乙中选用正十二烷而不用CCl4,是因为正十二烷的密度更小
C.用装置丙进行蒸馏,先收集正十二烷再收集Br2
D.用装置丁贮存液溴
二、工业上提取溴、碘的流程分析
3.(2023·广东汕头三模)碘元素在人体内发挥着重要作用,可预防大脖子病。某实验小组从海带中提取碘的工艺流程如图,下列有关说法错误的是(   )
A.灼烧时需要用到玻璃棒、酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚和坩埚钳
B.操作①和③均为过滤
C.反应②中离子反应方程式为2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O
D.采用减压蒸馏,可以降低萃取剂的沸点,便于I2和CCl4的分离
4.空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下:
(1)步骤③的离子方程式为________________________________________________________。
(2)步骤⑤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是__________________。
(3)溴水混合物Ⅱ中溶有一定量的氯气,因此在步骤⑤中可将蒸馏产生的气体通过________________(填试剂名称)溶液,以除去氯气。
(4)步骤⑤的蒸馏过程中,温度应控制在80~90 ℃。温度过高或过低都不利于生产,请解释原因: ______________________________________________________。
(5)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,理由是_______________________________________________。
(6)提取溴单质,采用蒸馏“溴水混合物Ⅱ”而不是蒸馏“溴水混合物Ⅰ”的方法,请说明原因: ________________________________________________________________________。
高考真题
1.(2024·辽吉黑卷,6,3分)H2O2分解的“碘钟”反应美轮美奂。将一定浓度的三种溶液(①H2O2溶液;②淀粉、丙二酸和MnSO4混合溶液;③KIO3、稀硫酸混合溶液)混合,溶液颜色在无色和蓝色之间来回振荡,周期性变色;几分钟后,稳定为蓝色。下列说法错误的是( )
A.无色→蓝色:生成I2 B.蓝色→无色:I2转化为化合态
C.H2O2起漂白作用 D.淀粉作指示剂
2.(2018·江苏高考)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是(   )
A.用装置甲灼烧碎海带 B.用装置乙过滤海带灰的浸泡液
C.用装置丙制备用于氧化浸泡液中I-的Cl2 D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I-后的Cl2尾气
3.(2023·浙江6月选考)探究卤族元素单质及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是(   )
实验方案 现象 结论
A 往碘的CCl4溶液中加入等体积的浓KI溶液,振荡 分层,下层由紫红色变为浅粉红色,上层呈棕黄色 碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在CCl4中的溶解能力
B 用玻璃棒蘸取次氯酸钠溶液点在pH试纸上 试纸变白 次氯酸钠溶液呈中性
C 向2 mL 0.1 mol·L-1AgNO3溶液中先滴加4滴0.1 mol·L-1 KCl溶液,再滴加4滴0.1 mol·L-1 KI溶液 先产生白色沉淀,再产生黄色沉淀 AgCl转化为AgI,AgI的溶解度小于AgCl的溶解度
D 取两份新制氯水,分别滴加AgNO3溶液和淀粉 KI溶液 前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色 氯气与水的反应存在限度
4.(2021·全国卷甲节选)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:
(1)I2的一种制备方法如下图所示:
①加入铁粉进行转化反应的离子方程式为______________________________。生成的沉淀与硝酸反应,生成______________后可循环使用。
②通入Cl2的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
若反应物用量比=1.5时,氧化产物为________;当>1.5,I2的收率会降低,原因是
________________________________________________________________________。
巩固练习
一、选择题(每题5分,共10题,共50分)
1.下列关于卤素(用X表示)的叙述,错误的是(   )
A.卤素单质与水反应均可用X2+H2O HXO+HX表示
B.HX都极易溶于水,它们的热稳定性随X的核电荷数的增加而减小
C.卤素单质的颜色由F2→I2逐渐变深
D.X-的还原性依次为F-<Cl-<Br-<I-
2.卤素的应用广泛,常运用于化学工业尤其是有机合成工业上。下列关于卤素单质或其化合物的叙述正确的是(   )
A.漂白液中次氯酸钠的电离方程式:NaClO===Na++Cl-+O2-
B.向溴化亚铁溶液中滴入少量氯水的离子方程式:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
C.在含有KI的溶液中可以大量存在H+、Mg2+、NO、SO
D.加热含1 mol HCl的浓盐酸与足量MnO2的混合物,产生5.6 L(标准状况)的氯气
3.下列能够检验出KI中是否含有Br-的实验是(   )
A.加入足量的新制氯水,溶液变色则有Br-
B.加入酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色是否褪去
C.加入少量的碘水,再加入CCl4振荡,有机层有色,则有Br-
D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,取无色的水层并加入AgNO3溶液,有浅黄色沉淀生成,则含有Br-
4.如图是盛放液溴的试剂瓶剖面图,仔细观察发现其分成了明显的气相、溴溶液相和液溴相三相,下列说法错误的是(   )
A.气相呈现红棕色,因为其中含有Br2的蒸气
B.溴溶液相显酸性,主要是因为HBr电离出了H+
C.液溴保存时加水形成水封的目的是减少Br2的挥发
D.液溴保存时不可敞口放置,应保存在细口瓶中并塞上橡胶塞
5.(2023·广东潮州二模)“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图,下列说法错误的是(   )
A.进入吹出塔前,Br-被氧化为Br2 B.吸收塔中SO2做还原剂
C.经过吸收塔后,溴元素得到富集 D.两次通入水蒸气的作用都是参加反应
6.用灼烧法证明海带中含有碘元素,各步骤选用的实验用品不必都用到的是(   )
选项 实验步骤 实验用品
A 步骤1:将海带灼烧灰化
B 步骤2:将海带灰溶解、过滤
C 步骤3:氧化滤液中的I-
D 步骤4:检验碘元素
7.某小组比较Cl-、Br-、I-的还原性,实验如下:
实验1 实验2 实验3
装置
现象 溶液颜色无明显变化;把蘸有浓氨水的玻璃棒靠近试管口,产生白烟 溶液变黄;把湿淀粉 KI试纸靠近试管口,试纸变蓝 溶液变深紫色;经检验溶液含单质碘
下列对实验的分析不合理的是(   )
A.实验1中,白烟是NH4Cl B.根据实验1和实验2判断还原性:Br->Cl-
C.根据实验3判断还原性:I->Br- D.上述实验利用了浓H2SO4的氧化性、难挥发性等性质
8.下列实验操作、现象和结论均正确的是(   )
选项 实验操作 现象 结论
A 用双氧水滴定淀粉 KI溶液 溶液变蓝 达到滴定终点
B 向食用加碘盐中加入食醋和KI溶液,再加入CCl4振荡,静置 下层呈紫红色 该食用加碘盐中含有KIO3
C 用湿润的淀粉 KI试纸鉴别NO2、溴蒸气 试纸变蓝 该气体为溴蒸气
D 最后试管中有浅黄色沉淀  有机化合物中含有溴原子
9.某同学检验海带中是否含有碘元素,进行了如下实验。
步骤Ⅰ:灼烧干海带得到海带灰;
步骤Ⅱ:将海带灰加蒸馏水溶解、过滤,得到海带灰浸取液;
步骤Ⅲ:取少量浸取液于试管中,加入淀粉溶液,溶液未变蓝;再加入10% H2O2溶液(硫酸酸化),溶液变为蓝色;
步骤Ⅳ:将10% H2O2溶液(硫酸酸化)替换为氯水,重复步骤Ⅲ,溶液未变蓝;
步骤Ⅴ:向步骤Ⅳ所得溶液中通入SO2,溶液迅速变为蓝色。
下列说法不正确的是(   )
A.步骤Ⅰ中,灼烧干海带的目的是除去有机化合物,获得可溶性碘化物
B.步骤Ⅲ中,反应的离子方程式:H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O
C.若将步骤Ⅴ中的SO2替换为KI溶液,也可能观察到溶液变为蓝色
D.对比步骤Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ中实验现象,说明该条件下H2O2氧化性比氯水强
10.(2023·山东潍坊联考)从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘的实验过程如图:
下列说法正确的是(   )
A.“还原”过程产生刺激性气味的气体
B.“操作X”用到漏斗、玻璃棒、锥形瓶等玻璃仪器
C.“氧化”过程采用较高温度加快反应速率
D.“富集”的主要目的是增大溶液中I2的浓度
二、非选择题(共2题,共30分)
11.(11分)某校化学实验小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现:在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,振荡后溶液呈黄色。
提出问题:Fe3+、Br2谁的氧化性更强?
(1)猜想
①甲同学认为氧化性:Fe3+>Br2,故上述实验现象不是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是含________(填化学式,下同)所致。(1分)
②乙同学认为氧化性:Br2>Fe3+,故上述实验现象是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是含______所致。(1分)
(2)设计实验并验证
丙同学为验证乙同学的观点,选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验,并通过观察实验现象,证明了乙同学的观点是正确的。
供选用的试剂:a.酚酞溶液 b.四氯化碳 c.无水酒精 d.硫氰化钾溶液
请在下列表格中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。(试剂填字母)(4分)
选用试剂 实验现象
方案1
方案2
(3)应用与拓展
①题述实验所发生反应的离子方程式为____________________________________________。(2分)
②向100 mL FeBr2溶液中通入2.24 L Cl2(标准状况),溶液中有的溴元素被氧化成单质Br2,则原溶液中FeBr2的物质的量浓度为__________________________。 (3分)
12.(19分)ICl(氯化碘)是红棕色液体,熔点为13.9 ℃,沸点为97.4 ℃,易水解,接触空气时能形成五氧化二碘,能与许多单质发生作用,能溶于乙醇、乙醚等。某校研究性学习小组的同学拟用下列仪器制备氯化碘。回答下列问题:
(1)检查A装置气密性的方法为_______________________________________________。(3分)
(2)上述装置,按气流方向连接的顺序为________(装置可重复使用),A装置中发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。(6分)
(3)C装置的作用是___________________________________________________。(1分)
(4)反应时E装置需放在水中,控制温度大约为40 ℃,其目的是________________________。(2分)
(5)按上述连接好的装置进行实验,实验步骤如下:
①检查装置气密性后,装入药品②打开分液漏斗活塞③关闭分液漏斗活塞④停止加热E,充分冷却⑤水浴加热E
请按正确的顺序填入上述步骤的序号________。(3分)
(6)在A装置后可连接如图所示装置,当反应结束关闭分液漏斗活塞后,关闭K,该装置的作用是__________________。(2分)
(7)ICl和水反应的化学方程式为__________________________________________________________。(2分)
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