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第17讲　卤族元素　氯、溴、碘的提取
1.了解卤素单质的性质,掌握卤素离子的检验方法。2.掌握氯、溴、碘等单质的提取方法。
考点一　卤素的性质　卤素离子的检验
1.溴、碘单质的物理性质
卤素单质 Br2 I2
颜色 深红棕色 紫黑色
状态 液体 固体
溶解性 ①在水中溶解度不大 ②易溶于有机溶剂
特性 易挥发 易升华
2.氯、溴、碘单质的化学性质比较
化学性质 比较内容
与水反应 X2+H2O HX+HXO(X为Cl、Br、I),氯、溴、碘与水反应由易到难
与碱(NaOH)反应 2NaOH+X2===NaX+NaXO+H2O
氧化性 ①氧化性:Cl2>Br2>I2,还原性:Cl-3.氟的特殊性
(1)氟无正化合价。
(2)F2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。
4.卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液
(2)置换——萃取法检验Br-、I-
未知液
有机层呈
(3)氧化——淀粉法检验I-
未知液蓝色溶液,表明有I-
鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以选用的试剂是②④⑤(填序号)。
①碘水、淀粉溶液　②氯水、CCl4　③溴水、苯　④硝酸、AgNO3溶液　⑤氯水、苯　⑥CCl4、淀粉溶液
一、卤素单质的性质及检验
1.某实验小组利用点滴板实验来探究卤素单质的氧化性顺序,下列关于该实验说法正确的是(　C　)
A.孔穴4中的溶液呈浅黄绿色
B.孔穴2中的溶液反应后与孔穴3颜色相同
C.孔穴3、4中的溶液仅用作对比
D.仅由上述实验现象无法得出Cl2、Br2、I2的氧化性顺序
解析:溴水为橙色,所以孔穴4中的溶液为橙色,故A错误;孔穴2中Br2和KI反应生成I2,碘水为黄褐色,新制氯水呈浅黄绿色,所以孔穴2中反应后颜色与孔穴3中颜色不同,故B错误;Cl2能置换出Br2,氧化性:Cl2>Br2,Br2能置换出I2,氧化性:Br2>I2,所以氧化性Cl2、Br2、I2依次减弱,故D错误。
2.下列能够检验出KI溶液中是否含有Br-的实验是(　D　)
A.加入足量新制氯水,溶液变色,则含有Br-
B.加入酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色是否褪去
C.加入少量碘水,再加入CCl4振荡,有机层有色,则含有Br-
D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,取水层并加入足量AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,则含有Br-
解析:A项,在KI溶液中加入足量新制氯水,会置换出单质碘而使溶液变色,故不能确定KI溶液中是否含有Br-;B项,Br-和I-均能与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应而使酸性KMnO4溶液褪色,故不能确定KI溶液中是否含有Br-;C项,加入少量碘水,再加入CCl4振荡,有机层会因萃取单质碘而显色,故不能确定KI溶液中是否含有Br-。
二、拟卤素和卤素互化物的结构与性质
3.一氯化碘(ICl)、三氯化碘(ICl3)是卤素互化物,它们的性质与卤素单质相似。
(1)ICl3与水反应的产物可能为HCl、HIO2(填化学式)。
(2)ICl在常温下与烧碱溶液反应的离子方程式为ICl+2OH-===Cl-+IO-+H2O,该反应是否为氧化还原反应 否(填“是”或“否”)。
4.氰[(CN)2]的结构简式为N≡C—C≡N,其化学性质与卤素单质很相似,化学上称之为拟卤素,(CN)2的氧化性介于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:(CN)2+2NaOH===NaCN+NaCNO+H2O。
(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2I-+Cl2===I2+2Cl-。
考点二　从海洋资源中提取氯、溴、碘
1.氯的提取——氯碱工业
海水粗盐饱和食盐水
电解NaCl溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
2.海水提溴
(1)工艺流程
(2)基本步骤及主要反应
①浓缩:海水晒盐和海水淡化的过程中含Br-的溶液得到浓缩。
②氧化:向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化为Br2,反应的离子方程式为Cl2+2Br-===Br2+2Cl-。
吹出:利用溴的挥发性,通入热空气(或水蒸气),将生成的溴吹出。
④吸收:吹出的溴蒸气用SO2和水吸收,使溴转化为氢溴酸,反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4。
⑤蒸馏:再用Cl2将氢溴酸氧化为Br2后蒸馏分离。
3.海带提碘
(1)工艺流程
(2)两种原理
①化学原理:2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O(填离子方程式)。
②物理原理:单质碘用苯或四氯化碳萃取,分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。
1.从淡化海水中提取溴的流程如下:
下列有关说法不正确的是(　C　)
A.X试剂可用Na2SO3饱和溶液
B.步骤Ⅲ的离子反应:2Br-+Cl2===2Cl-+Br2
C.工业上每获得1 mol Br2,需要消耗Cl2 22.4 L
D.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏
解析:淡化海水中通入Cl2,氧化Br-为Br2,得到低浓度的溴水。向低浓度的溴水中通入热空气吹出Br2,用X溶液吸收,如用Na2SO3溶液吸收溴单质,以达到富集的目的,然后再通入Cl2氧化Br-,得到溴的浓溶液,经萃取、分液、蒸馏,可得到液溴,据此分析解答。S可以和氧化性的溴单质发生氧化还原反应,可以用Na2SO3饱和溶液吸收溴单质,故A正确;Cl2具有氧化性,可以将Br-氧化为Br2,步骤Ⅲ的离子反应为2Br-+Cl2===2Cl-+Br2,故B正确;先后发生两次反应2Br-+Cl2===2Cl-+Br2,每获得1 mol Br2,需要消耗2 mol Cl2,在标准状况下Cl2的体积为44.8 L,但未告知是否为标准状况,无法判断Cl2的体积,故C错误;从溴水中提取溴可以采用萃取、分液和蒸馏的方法,故D正确。
2.从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下,下列关于海带提碘的说法不正确的是(　A　)
A.在蒸发皿中灼烧干海带,并用玻璃棒搅拌
B.往含I-的滤液中加入稀硫酸和H2O2溶液后,I-发生氧化反应
C.往碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D.将碘水加入CCl4中,通过萃取、分液得到I2的CCl4溶液
解析:灼烧固体应使用坩埚,A项说法错误。
3.(2025·重庆万州区模拟)海水是一种重要的自然资源,其综合利用途径之一如图所示。下列说法不正确的是(　B　)
A.“提溴”工序中可用碳酸钠溶液吸收空气吹出的溴单质,实现溴的富集
B.“提镁”工序中所用的石灰可用NaOH替代
C.“二次提钙”所得产品A为CaSO4
D.该方案集成多项综合利用技术,具有获得产品种类多、附加值高等特点
解析:浓缩海水中加入沸石,吸附钾元素得到硝酸钾和硫酸钾,在滤液中通入氯气将溴离子氧化成溴单质,再用热空气吹出后浓缩提取溴单质,余下的溶液中加入石灰沉淀镁离子,过滤后的滤液浓缩提取钙,通过加入硫酸钠二次提钙可知,产品A为硫酸钙,据此回答。“提溴”工序中通入氯气氧化溴离子变为溴单质,发生的离子反应为Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,溴单质在水中溶解度小,可用碳酸钠溶液吸收空气吹出的溴单质,实现溴的富集,A项正确;工业上用NaOH“提镁”成本太高,“提镁”工序中所用的石灰不能用NaOH替代,B项错误;由分析知,所得产品A为CaSO4,C项正确;该实验中涉及提镁、提钙、氯碱工业、制盐、联合制碱等,产品种类多、附加值高,D项正确。
1.(2025·浙江1月选考)关于溴的氧化还原性质,下列说法不正确的是(　D　)
A.Br-可被Cl2氧化为Br2
B.Br2与SO2水溶液反应的还原产物为Br-
C.Br2+2Fe2+===2Fe3++2Br-,说明氧化性:Br2>Fe3+
D.1 mol Br2与足量NaOH溶液生成NaBr和NaBrO3,转移5 mol电子
解析:Cl2具有强氧化性,可将Br-氧化为Br2,A正确;Br2与SO2水溶液反应,生成HBr和H2SO4,还原产物为Br-,B正确;根据反应Br2+2Fe2+===2Fe3++2Br-可知,氧化剂为Br2,氧化产物为Fe3+,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,故氧化性:Br2>Fe3+,C正确;Br2与足量NaOH溶液反应生成NaBr和NaBrO3,反应方程式为3Br2+6NaOH===5NaBr+NaBrO3+3H2O,3 mol Br2完全反应,转移5 mol电子,D错误。
2.(2024·浙江1月选考)为回收利用含I2的CCl4废液,某小组设计方案如下所示,下列说法不正确的是(　B　)
A.步骤Ⅰ中,加入足量Na2CO3溶液充分反应后,上下两层均为无色
B.步骤Ⅰ中,分液时从分液漏斗下口放出溶液A
C.试剂X可用硫酸
D.粗I2可用升华法进一步提纯
解析:步骤Ⅰ中加入足量Na2CO3溶液,Na2CO3溶液与I2反应得到含有NaI和NaIO3的混合溶液,则充分反应后,上下两层均为无色,上层为含有NaI和NaIO3的混合溶液,下层为CCl4,故A正确;CCl4的密度大于水溶液,加入足量Na2CO3溶液充分反应后,上层为含有NaI和NaIO3的混合溶液,下层为CCl4,则分液时应从分液漏斗上口倒出溶液A,故B错误;向溶液A中加入试剂X的目的是使NaI和NaIO3在酸性环境中发生归中反应生成Na2SO4和I2,则试剂X可用硫酸,故C正确;I2受热会发生升华,所以实验制得的粗碘可用升华法进一步提纯,故D正确。
3.(2024·辽宁卷) 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(　C　)
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
解析:淀粉遇I2变蓝色,溶液由无色变为蓝色说明有I2生成,A正确;溶液由蓝色变为无色,说明I2又转化为化合态,B正确;溶液最后稳定为蓝色,H2O2不起漂白作用,C错误;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。
4.(2023·辽宁卷)某小组进行实验,向10 mL蒸馏水中加入0.4 g I2,充分振荡,溶液呈浅棕色,再加入0.2 g锌粒,溶液颜色加深;最终紫黑色晶体消失,溶液褪色。已知(aq)为棕色,下列关于颜色变化的解释错误的是(　D　)
选项 颜色变化 解释
A 溶液呈浅棕色 I2在水中溶解度较小
B 溶液颜色加深 发生了反应:I2+I-
C 紫黑色晶体消失 I2(aq)的消耗使溶解平衡I2(s) I2(aq)右移
D 溶液褪色 Zn与有色物质发生了置换反应
解析:向10 mL蒸馏水中加入0.4 g I2,充分振荡,溶液呈浅棕色,说明I2的浓度较小,因为I2在水中溶解度较小,A项正确;已知(aq)为棕色,加入0.2 g锌粒后,Zn与I2反应生成ZnI2,生成的I-与I2发生反应:I-+I2 ,生成使溶液颜色加深,B项正确;I2在水中存在溶解平衡:I2(s) I2(aq),Zn与I2反应生成的I-与I2(aq)反应生成,I2(aq)浓度减小,上述溶解平衡向右移动,紫黑色晶体消失,C项正确;最终溶液褪色是Zn与有色物质发生了化合反应,不是置换反应,D项错误。
5.(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(　A　)
选项 实验方案 现象 结论
A 往碘的CCl4溶液中加入等体积浓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-1 AgNO3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溶解度小于 AgCl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:往碘的CCl4溶液中加入等体积浓KI溶液,振荡,静置,溶液分层,下层由紫红色变为浅粉红色,上层呈棕黄色说明碘的CCl4溶液中的碘与KI溶液中I-反应生成使上层溶液呈棕黄色,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;次氯酸钠溶液具有强氧化性,能将有机色质漂白褪色,无法用pH试纸测定次氯酸钠溶液的pH,故B错误;由题意可知,向AgNO3溶液中加入KCl溶液时,AgNO3溶液过量,再加入KI溶液时,只存在沉淀的生成,不存在沉淀的转化,无法比较AgCl和AgI的溶解度大小,故C错误;新制氯水中的Cl2和HClO都能与KI溶液反应生成使淀粉变蓝色的碘,则溶液变蓝色不能说明溶液中存在氯气分子,无法证明氯气与水的反应存在限度,故D错误。
课时作业17(总分:60分)
1.(3分)(2025·上海嘉定区二模)下列关于Cl2、Br2、I2在工业上的提取及用途,说法正确的是(　C　)
A.利用二氧化锰和浓盐酸加热得到Cl2
B.Cl2通入澄清石灰水制得漂白粉
C.海水中提取溴,一般经过浓缩、氧化和提取三个步骤
D.海带或海带灰浸泡所得的含I-的水,通入过量Cl2得到I2
2.(3分)下图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系,下列说法错误的是(　D　)
A.单质①是最活泼的非金属单质
B.单质②的水溶液能使品红溶液褪色
C.保存少量的单质③时加少量水进行水封
D.单质④的简单氢化物在卤素氢化物中最稳定
解析:卤素单质的沸点与其相对分子质量成正比,根据图像可知,①②③④分别是F2、Cl2、Br2、I2。卤族元素中,元素的非金属性随原子序数的增大而减弱,非金属性越强,对应单质越活泼,所以单质活泼性最强的是F2,故A正确;氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性,所以单质②的水溶液能使品红溶液褪色,故B正确;溴易挥发,在水中的溶解度较小,且密度比水的大,所以为防止溴挥发,可以用水进行水封,故C正确;卤族元素的简单氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱,所以单质④的简单氢化物在卤素氢化物中最不稳定,故D错误。
3.(3分)(2025·黑龙江哈尔滨实验中学二模)溴(Br)与氯(Cl)同属“卤族元素”,最外层均有7个电子,在反应中容易得1个电子,化学性质具有很大的相似性,氧化性:Cl2>Br2,下列根据氯的性质对溴的性质预测合理的是(　B　)
A.溴单质只具有氧化性
B.溴蒸气与氢气在加热条件下反应生成HBr
C.Br-还原性比Cl-弱
D.溴单质与足量NaOH溶液反应可以生成NaBr和HBrO
解析:溴单质中溴元素的化合价既可升高,也可降低,因此溴单质既有氧化性又有还原性,故A不符合题意;氯气与氢气在点燃条件下反应生成HCl,溴蒸气与氢气在加热条件下反应生成HBr,故B符合题意;氧化性:Cl2>Br2,则Br-还原性比Cl-强,故C不符合题意;溴单质与足量NaOH溶液反应生成NaBr、NaBrO和水,故D不符合题意。
4.(3分)某小组设计如图所示实验探究卤素的性质,实验过程中观察到乙中现象:无色→蓝色→棕黄色→无色。已知:IC(红色)、IC(棕色)、I(无色);I+5I-+6H+===3I2+3H2O。
下列说法错误的是(　B　)
A.丙的作用是吸收尾气,避免氯气排入空气中污染环境
B.甲中现象是先变红色后褪色,微热后又变红色
C.乙中变棕黄色是因为I2被氧化成IC的混合物
D.反应结束后,可用淀粉-KI试纸和CH3COOH溶液检验乙中无色溶液是否含I
解析:Cl2通入石蕊溶液中,与水反应生成HCl和HClO,先表现出酸性,后表现出强氧化性,则石蕊溶液先变红后褪色;通入淀粉-KI溶液中,先发生置换反应,生成的I2使淀粉溶液变蓝色,继续通Cl2,I2被进一步氧化,乙中现象:无色→蓝色→棕黄色→无色;氯气尾气被丙中NaOH溶液吸收。Cl2能与NaOH反应,生成NaCl、NaClO等,则丙的作用是吸收尾气,避免氯气排入空气中污染环境,A正确;Cl2通入石蕊溶液中,先与水反应生成HCl和HClO,产物再与石蕊反应,则甲中现象是先变红色后褪色,但微热后不会变红色,B错误;IC呈棕色,则乙中变棕黄色是因为I2被氧化成IC的混合物,C正确;由题给信息I+5I-+6H+===3I2+3H2O可知,反应结束后,检验乙中无色溶液是否含I,可用淀粉-KI试纸和CH3COOH溶液,D正确。
5.(3分)某小组比较Cl-、Br-、I-的还原性,实验如下:
项目 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;把湿润的淀粉-KI试纸靠近试管口,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(　C　)
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.上述实验利用了浓硫酸的氧化性、难挥发性等性质
解析:实验1,浓硫酸与NaCl反应生成的HCl气体与浓氨水挥发出的NH3反应生成NH4Cl,故白烟是NH4Cl,故A合理;实验1溶液颜色无明显变化,说明浓硫酸不能氧化Cl-,实验2溶液变黄,说明浓硫酸能氧化Br-,即还原性:Br->Cl-,故B合理;②中溶液含有浓硫酸和Br2,与NaI反应生成I2,可能是浓硫酸把I-氧化为I2,不能得出还原性:I->Br-,故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,故D合理。
6.(3分)(2025·北京海淀区模拟)如图为“吹出法”海水提溴技术的流程图。下列说法正确的是(　C　)
A.“吹出塔”的作用是用空气中O2的氧化性将Br-转化为Br2从溶液中分离
B.“吸收塔”中利用SO2将空气中的O2还原除去
C.“吹出塔”和“蒸馏塔”中发生的主要化学反应可以用同一离子方程式表示
D.“蒸馏塔”中剩余溶液的溶质主要是H2SO4
解析:“空气吹出法”海水提溴的过程是浓缩酸化后的海水中的Br-被氯气氧化为Br2,Br2被空气吹出进入吸收塔中,被吸收塔中的SO2将Br2还原为Br-,Br-再次被氯气氧化为Br2,在蒸馏塔中蒸馏,然后冷凝得到纯溴。“吹出塔”的作用是将Br2吹出进入吸收塔中,A项错误;“吸收塔”中利用SO2将Br2还原为Br-,B项错误;“吹出塔”和“蒸馏塔”中发生的主要化学反应均为Br-被氯气氧化为Br2,则可以用同一离子方程式表示,C项正确;“吸收塔”中是二氧化硫、水和Br2反应,生成HBr和H2SO4,“吸收塔”进入“蒸馏塔”的只有溴化氢溶液,则“蒸馏塔”中不存在H2SO4,D项错误。
7.(3分)用高分子吸附树脂提取卤水中的碘(主要以I-形式存在)的工艺流程如下:
下列说法正确的是(　B　)
A.经①和④所得溶液中,c(I-)后者小于前者
B.④的作用是将吸附的碘还原而脱离高分子吸附树脂
C.若②和⑤中分别得到等量I2,则消耗的n(Cl2)︰n(KClO3)=5︰2
D.由⑥能得到碘产品是因为碘分子为极性分子,与溶液中的其他粒子间的作用力较弱
解析:卤水中含I-,酸化后,通入Cl2可氧化I-生成I2,高分子吸附树脂吸附碘单质,然后I2与Na2SO3发生氧化还原反应生成NaI和Na2SO4,反应的离子方程式为I2+S2===+2H+,氧化时KClO3可氧化NaI生成I2,升华可得到粗产品,以此来解答。经①和④所得溶液中,I-的物质的量相同,为碘富集过程,浓度增大,c(I-)后者大于前者,故A错误;④的作用是将吸附的碘还原而脱离高分子吸附树脂,故B正确;若②和⑤中分别得到等量I2,由得失电子守恒可知n(Cl2)×2×(1-0)=n(KClO3)×[5-(-1)],则消耗的n(Cl2)︰n(KClO3)=3︰1,故C错误;由⑥能得到碘产品是因为碘分子为非极性分子,与溶液中的其他粒子间的作用力较弱,故D错误。
8.(3分)下列实验操作、现象和结论均正确的是(　B　)
选项 实验操作 现象 结论
A 用H2O2溶液滴定淀粉-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 最后试管有浅黄色沉淀 有机物中含有溴原子
解析:A选项,H2O2溶液与KI反应生成I2,溶液变蓝,不能说明达到滴定终点,错误;B选项,KIO3与KI在酸性条件下反应生成I2,正确;C选项,NO2溶于水变为硝酸,硝酸也具有强氧化性,也可使淀粉-KI试纸变蓝,错误;D选项,加入AgNO3溶液之前要用硝酸中和溶液中的碱,错误。
9.(3分)(2026·福建厦门期中)某小组为了探究碘水与硝酸银的反应,进行如图所示实验。下列说法错误的是(　D　)
A.过程①中加入AgNO3溶液后,溶液的pH变小
B.蓝色褪去可能是因为生成AgI沉淀,使I2和H2O的反应进行完全
C.黄色沉淀为碘化银,滤液1中加入NaCl溶液是为了除去银离子
D.向滤液2中先加入足量氢氧化钠溶液,再加入KI溶液,溶液会立即变蓝
解析:由题给流程可知,碘水中存在如下平衡:I2+H2O H++I-+HIO,向蓝色溶液中加入AgNO3溶液,I-与Ag+反应生成AgI沉淀,使平衡向正反应方向移动直至趋于完全,溶液蓝色褪去,过滤得到AgI黄色沉淀和含有HIO、HNO3的滤液1;向滤液1中加入NaCl溶液,将溶液中的Ag+转化为AgCl沉淀,过滤得到滤液2;向滤液2中加入KI溶液,溶液中的HNO3、HIO与I-反应生成碘单质使淀粉变蓝色。由分析可知,向碘水中加入AgNO3溶液充分反应后,过滤得到含有HIO、HNO3的滤液1,溶液的酸性增强、pH变小,故A正确;由分析可知,向蓝色溶液中加入AgNO3溶液,I-与Ag+反应生成AgI沉淀,使平衡向正反应方向移动直至趋于完全,溶液蓝色褪去,故B正确;由分析可知,加入NaCl溶液的目的是除去溶液中的Ag+,故C正确;由分析可知,滤液2中含有HIO和HNO3,加入足量氢氧化钠溶液中和酸得到NaIO和NaNO3的碱性溶液,碱性条件下,N、IO-不能与I-反应,所以加入KI溶液后,溶液不会变为蓝色,故D错误。
10.(3分)(2025·辽宁阜新模拟)碘及其化合物广泛用于医药、染料等方面。I2的一种制备方法如下图所示,已知Cl2的氧化性强于I。
下列说法错误的是(　D　)
A.碘离子浓度:溶液2>溶液1
B.加入Fe后进行转化的化学方程式为Fe+2AgI===FeI2+2Ag
C.若n(FeI2)︰n(Cl2)<2︰3时,会降低单质碘的回收率
D.若n(FeI2)︰n(Cl2)=2︰1时,氧化产物为FeCl3
解析:利用Ag+与I-反应生成沉淀,富集碘元素,再利用Fe的还原性置换Ag,使I-大量存在于溶液中,再利用Cl2氧化I-获得I2,以此解答。溶液1中碘离子浓度较低,利用Ag+与I-反应生成沉淀,再利用Fe的还原性置换Ag,使I-大量存在于溶液中,起到富集碘元素的作用,则碘离子浓度:溶液2>溶液1,A正确;加入Fe后进行转化的化学方程式为Fe+2AgI===FeI2+2Ag,B正确;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-,反应的化学方程式为FeI2+Cl2===I2+FeCl2,然后发生反应2FeCl2+Cl2===2FeCl3,若n(FeI2)︰n(Cl2)=2︰3时,先氧化完全部I-再氧化Fe2+,恰好将全部I-和Fe2+氧化,已知Cl2的氧化性强于I,若n(FeI2)︰n(Cl2)<2︰3时,Cl2过量,I2被过量的Cl2进一步氧化为I,会降低单质碘的回收率,C正确;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n(FeI2)︰n(Cl2)=2︰1时,只发生反应FeI2+Cl2===I2+FeCl2,氧化产物为I2,D错误。
11.(14分)(2026·山东泰安期中)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K1,关闭K2、K3,打开活塞a,滴加浓盐酸。
Ⅱ.关闭K1,打开K2、K3,当B和C中的溶液都变为黄色时,关闭K3。
Ⅲ.B中继续通气体,当B中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a。
Ⅳ.……
回答下列问题:
(1)装置A中m的作用为平衡气压,有利于浓盐酸顺利滴下。
(2)能说明氯气的氧化性强于碘的实验现象是淀粉-KI溶液变成蓝色。
(3)用离子方程式解释过程Ⅱ中溶液变为黄色的原因:Cl2+2Br-===Br2+2Cl-。过程Ⅲ的实验目的是确认C内黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰。
(4)请用原子结构的知识解释氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:同主族元素的原子从上到下电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,单质的氧化性逐渐减弱。
(5)氰[(CN)2]和硫氰[(SCN)2]的化学性质和卤素很相似,化学上称为“类卤素”,它们阴离子的还原性强弱为Cl-解析:过程Ⅰ,打开K1,关闭K2、K3,打开活塞a,滴加浓盐酸在A中与KMnO4反应生成Cl2,进入E中与KI反应,验证Cl2与I2的氧化性强弱;过程Ⅱ,关闭K1,打开K2、K3,氯气进入B和C中,与NaBr反应,当B和C中的溶液都变为黄色时,证明B、C中的NaBr溶液中均有少量氯气进入,关闭K3;过程Ⅲ,继续向B中通入Cl2,当B中溶液由黄色变为棕红色时,证明NaBr已被反应完全,验证氯气和溴的氧化性强弱,关闭活塞a,停止产生氯气;最后过程Ⅳ,打开活塞b,使C中反应生成的溴进入D中,验证溴的氧化性强于碘,据此分析解题。
12.(16分)查阅资料知:Br2的沸点为58.8 ℃,密度为3.119 g·cm-3,微溶于水,有毒。
Ⅰ.工业生产中,海水提取溴常用热空气吹出法。其生产流程如下:
某化学实验小组模拟该法设计了如下实验装置(夹持装置略去)从浓缩的海水中提取液溴。
实验步骤如下:
①关闭活塞b、d,打开活塞a、c,向A中缓慢通入Cl2至反应结束;
②关闭a、c,打开b、d,向A中鼓入足量热空气;
③关闭b,打开a,再通过A向B中通入足量的Cl2;
④将B中所得液体进行蒸馏,收集液溴。
(1)当观察到A中液面上方出现黄绿色(填实验现象)时即可判断步骤①中反应已经结束。
(2)X试剂可以是d(填字母,下同),尾气处理选用c。
a.H2O b.饱和食盐水
c.氢氧化钠溶液 d.饱和Na2SO3溶液
B中X试剂中发生反应的离子方程式为Br2+S2===+2Br-+2H+。
(3)蒸馏时应该选择①③⑤⑥⑦(填序号),操作中应控制的关键实验条件为控制温度在59 ℃(或58.8 ℃)。
Ⅱ.该实验小组利用制得的单质溴研究H2与Br2生成HBr的反应,实验装置如下:
(4)装置E可用来检验反应产物HBr,装置D的作用是除去未反应完的溴蒸气。若要检验E中收集的HBr,图示装置检验HBr还不够完善,请结合原有实验装置予以改进:在D与E之间增加一个盛有CCl4的洗气装置。
解析:(1)氯气与溴离子反应生成溴单质,当反应完成时,多余的Cl2逸出,使A中液面上方出现黄绿色。(2)溴能够与亚硫酸钠反应,可以用饱和亚硫酸钠溶液吸收溴;溴、氯气都有毒,可用碱液吸收;溴与亚硫酸钠溶液反应的离子方程式为Br2+S2===+2Br-+2H+。(3)进行蒸馏操作所需的主要仪器是带铁圈的铁架台、酒精灯、陶土网、蒸馏烧瓶、温度计、直形冷凝管、牛角管、锥形瓶,所以选择的仪器有①③⑤⑥⑦;蒸馏实验依据液体的沸点不同分离物质,所以实验中应控制的关键实验条件为温度,Br2的沸点为58.8 ℃,则应该控制温度在59 ℃或58.8 ℃。(4)生成的溴化氢中混有溴蒸气,由于溴的沸点较低,通过装置D可以除去溴化氢中的溴蒸气;由于装置D无法完全除去溴化氢中的溴单质,所以该装置不严谨,应该在D与E之间增加一个盛有CCl4的洗气装置,确保将溴化氢中的溴完全除去。(共74张PPT)
第五章　非金属及其化合物
第17讲　卤族元素　氯、溴、碘的提取
目
录
考点二　从海洋资源中提取氯、溴、碘
课时作业
考点一　卤素的性质　卤素离子的检验
真题演练 感悟高考
复习目标
1.了解卤素单质的性质,掌握卤素离子的检验方法。2.掌握氯、溴、碘等单质的提取方法。
一
考点一 卤素的性质　卤素离子的检验
1.溴、碘单质的物理性质
卤素单质 Br2 I2
颜色 ________色 ______色
状态 ______ ______
溶解性 ①在水中溶解度不大 ②易溶于有机溶剂
特性 易______ 易______
深红棕
紫黑
液体
固体
挥发
升华
2.氯、溴、碘单质的化学性质比较
化学性质 比较内容
与水反应 X2+H2O ____________(X为Cl、Br、I),氯、溴、碘与水反应由____到____
与碱(NaOH)反应 2NaOH+X2===______________________
氧化性 ①氧化性:Cl2___Br2___I2,还原性:Cl-___Br-___I-。
②氯、溴、碘与氢气化合由____到____。
③I2与Fe反应只生成FeI2,其他卤素单质可将Fe氧化为+3价
HX+HXO
易
难
NaX+NaXO+H2O
>
>
<
<
易
难
3.氟的特殊性
(1)氟无正化合价。
(2)F2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。
4.卤素离子的检验方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液 　　　　　　　
(2)置换——萃取法检验Br-、I-
未知液
有机层呈
(3)氧化——淀粉法检验I-
未知液 　　　　　　　　　　　　　　 ____色溶液,表明有I-
蓝
鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以选用的试剂是________(填序号)。
①碘水、淀粉溶液　②氯水、CCl4　③溴水、苯　④硝酸、AgNO3溶液　⑤氯水、苯　⑥CCl4、淀粉溶液
微点助学
②④⑤
一、卤素单质的性质及检验
1.某实验小组利用点滴板实验来探究卤素单质的氧化性顺序,下列关于该实验说法正确的是(　　)
A.孔穴4中的溶液呈浅黄绿色
B.孔穴2中的溶液反应后与孔穴3颜色相同
C.孔穴3、4中的溶液仅用作对比
D.仅由上述实验现象无法得出Cl2、Br2、
I2的氧化性顺序
C
解析:溴水为橙色,所以孔穴4中的溶液为橙色,故A错误;孔穴2中Br2和KI反应生成I2,碘水为黄褐色,新制氯水呈浅黄绿色,所以孔穴2中反应后颜色与孔穴3中颜色不同,故B错误;Cl2能置换出Br2,氧化性:Cl2>Br2,Br2能置换出I2,氧化性:Br2>I2,所以氧化性Cl2、Br2、I2依次减弱,故D错误。
2.下列能够检验出KI溶液中是否含有Br-的实验是(　　)
A.加入足量新制氯水,溶液变色,则含有Br-
B.加入酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色是否褪去
C.加入少量碘水,再加入CCl4振荡,有机层有色,则含有Br-
D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,取水层并加入足量AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,则含有Br-
D
解析:A项,在KI溶液中加入足量新制氯水,会置换出单质碘而使溶液变色,故不能确定KI溶液中是否含有Br-;B项,Br-和I-均能与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应而使酸性KMnO4溶液褪色,故不能确定KI溶液中是否含有Br-;C项,加入少量碘水,再加入CCl4振荡,有机层会因萃取单质碘而显色,故不能确定KI溶液中是否含有Br-。
二、拟卤素和卤素互化物的结构与性质
3.一氯化碘(ICl)、三氯化碘(ICl3)是卤素互化物,它们的性质与卤素单质相似。
(1)ICl3与水反应的产物可能为______________(填化学式)。
(2)ICl在常温下与烧碱溶液反应的离子方程式为______________________
________,该反应是否为氧化还原反应 ____(填“是”或“否”)。
HCl、HIO2
ICl+2OH-===Cl-+IO-
+H2O
否
4.氰[(CN)2]的结构简式为N≡C—C≡N,其化学性质与卤素单质很相似,化学上称之为拟卤素,(CN)2的氧化性介于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___________________。
(CN)2+2NaOH
===NaCN+NaCNO+H2O
2I-+Cl2===I2+2Cl-
二
考点二 从海洋资源中提取氯、溴、碘
1.氯的提取——氯碱工业
海水→粗盐 　　 饱和食盐水　　
电解NaCl溶液的化学方程式为___________________________________。
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
2.海水提溴
(1)工艺流程
(2)基本步骤及主要反应
①浓缩:海水晒盐和海水淡化的过程中含Br-的溶液得到浓缩。
②氧化:向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化为Br2,反应的离子方程式为_____________________。
③吹出:利用溴的挥发性,通入热空气(或水蒸气),将生成的溴吹出。
④吸收:吹出的溴蒸气用SO2和水吸收,使溴转化为氢溴酸,反应的化学方程式为________________________________。
⑤蒸馏:再用Cl2将氢溴酸氧化为Br2后蒸馏分离。
Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
3.海带提碘
(1)工艺流程
(2)两种原理
①化学原理:_________________________(填离子方程式)。
②物理原理:单质碘用_____________萃取,分液后用______法将碘与有机溶剂分开。
2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O
苯或四氯化碳
蒸馏
1.从淡化海水中提取溴的流程如下:
下列有关说法不正确的是(　　)
A.X试剂可用Na2SO3饱和溶液
B.步骤Ⅲ的离子反应:2Br-+Cl2===2Cl-+Br2
C.工业上每获得1 mol Br2,需要消耗Cl2 22.4 L
D.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏
C
解析:淡化海水中通入Cl2,氧化Br-为Br2,得到低浓度的溴水。向低浓度的溴水中通入热空气吹出Br2,用X溶液吸收,如用Na2SO3溶液吸收溴单质,以达到富集的目的,然后再通入Cl2氧化Br-,得到溴的浓溶液,经萃取、分液、蒸馏,可得到液溴,据此分析解答。S可以和氧化性的溴单质发生氧化还原反应,可以用Na2SO3饱和溶液吸收溴单质,故A正确;Cl2具有氧化性,可以将Br-氧化为Br2,步骤Ⅲ的离子反应为2Br-+Cl2===2Cl-+Br2,故B正确;先后发生两次反应2Br-+Cl2===2Cl-+Br2,每获得1 mol Br2,需要消耗2 mol Cl2,在标准状况下Cl2的体积为44.8 L,但未告知是否为标准状况,无法判断Cl2的体积,故C错误;从溴水中提取溴可以采用萃取、分液和蒸馏的方法,故D正确。
2.从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下,下列关于海带提碘的说法不正确的是(　　)
A.在蒸发皿中灼烧干海带,并用玻璃棒搅拌
B.往含I-的滤液中加入稀硫酸和H2O2溶液后,I-发生氧化反应
C.往碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D.将碘水加入CCl4中,通过萃取、分液得到I2的CCl4溶液
解析:灼烧固体应使用坩埚,A项说法错误。
A
3.(2025·重庆万州区模拟)海水是一种重要的自然资源,其综合利用途径之一如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.“提溴”工序中可用碳酸钠溶液吸收空气吹出的溴单质,实现溴的富集
B.“提镁”工序中所用的石灰可用NaOH替代
C.“二次提钙”所得产品A为CaSO4
D.该方案集成多项综合利用技术,具有获得产品种类多、附加值高等特点
B
解析:浓缩海水中加入沸石,吸附钾元素得到硝酸钾和硫酸钾,在滤液中通入氯气将溴离子氧化成溴单质,再用热空气吹出后浓缩提取溴单质,余下的溶液中加入石灰沉淀镁离子,过滤后的滤液浓缩提取钙,通过加入硫酸钠二次提钙可知,产品A为硫酸钙,据此回答。“提溴”工序中通入氯气氧化溴离子变为溴单质,发生的离子反应为Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,溴单质在水中溶解度小,可用碳酸钠溶液吸收空气吹出的溴单质,实现溴的富集,A项正确;工业上用NaOH“提镁”成本太高,“提镁”工序中所用的石灰不能用NaOH替代,B项错误;由分析知,所得产品A为CaSO4,C项正确;该实验中涉及提镁、提钙、氯碱工业、制盐、联合制碱等,产品种类多、附加值高,D项正确。
三
真题演练 感悟高考
1.(2025·浙江1月选考)关于溴的氧化还原性质,下列说法不正确的是(　　)
A.Br-可被Cl2氧化为Br2
B.Br2与SO2水溶液反应的还原产物为Br-
C.Br2+2Fe2+===2Fe3++2Br-,说明氧化性:Br2>Fe3+
D.1 mol Br2与足量NaOH溶液生成NaBr和NaBrO3,转移5 mol电子
D
解析:Cl2具有强氧化性,可将Br-氧化为Br2,A正确;Br2与SO2水溶液反应,生成HBr和H2SO4,还原产物为Br-,B正确;根据反应Br2+2Fe2+===2Fe3++
2Br-可知,氧化剂为Br2,氧化产物为Fe3+,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,故氧化性:Br2>Fe3+,C正确;Br2与足量NaOH溶液反应生成NaBr和NaBrO3,反应方程式为3Br2+6NaOH===5NaBr+NaBrO3+3H2O,3 mol Br2完全反应,转移5 mol电子,D错误。
2.(2024·浙江1月选考)为回收利用含I2的CCl4废液,某小组设计方案如下所示,下列说法不正确的是(　　)
A.步骤Ⅰ中,加入足量Na2CO3溶液充分反应后,上下两层均为无色
B.步骤Ⅰ中,分液时从分液漏斗下口放出溶液A
C.试剂X可用硫酸
D.粗I2可用升华法进一步提纯
B
解析:步骤Ⅰ中加入足量Na2CO3溶液,Na2CO3溶液与I2反应得到含有NaI和NaIO3的混合溶液,则充分反应后,上下两层均为无色,上层为含有NaI和NaIO3的混合溶液,下层为CCl4,故A正确;CCl4的密度大于水溶液,加入足量Na2CO3溶液充分反应后,上层为含有NaI和NaIO3的混合溶液,下层为CCl4,则分液时应从分液漏斗上口倒出溶液A,故B错误;向溶液A中加入试剂X的目的是使NaI和NaIO3在酸性环境中发生归中反应生成Na2SO4和I2,则试剂X可用硫酸,故C正确;I2受热会发生升华,所以实验制得的粗碘可用升华法进一步提纯,故D正确。
3.(2024·辽宁卷) 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
C
解析:淀粉遇I2变蓝色,溶液由无色变为蓝色说明有I2生成,A正确;溶液由蓝色变为无色,说明I2又转化为化合态,B正确;溶液最后稳定为蓝色,H2O2不起漂白作用,C错误;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。
4.(2023·辽宁卷)某小组进行实验,向10 mL蒸馏水中加入0.4 g I2,充分振荡,溶液呈浅棕色,再加入0.2 g锌粒,溶液颜色加深;最终紫黑色晶体消失,溶液褪色。已知(aq)为棕色,下列关于颜色变化的解释错误的是(　　)
选项 颜色变化 解释
A 溶液呈浅棕色 I2在水中溶解度较小
B 溶液颜色加深 发生了反应:I2+I-
C 紫黑色晶体消失 I2(aq)的消耗使溶解平衡I2(s) I2(aq)右移
D 溶液褪色 Zn与有色物质发生了置换反应
D
解析:向10 mL蒸馏水中加入0.4 g I2,充分振荡,溶液呈浅棕色,说明I2的浓度较小,因为I2在水中溶解度较小,A项正确;已知(aq)为棕色,加入0.2 g锌粒后,Zn与I2反应生成ZnI2,生成的I-与I2发生反应:I-+I2 ,生成使溶液颜色加深,B项正确;I2在水中存在溶解平衡:I2(s) I2(aq),Zn与I2反应生成的I-与I2(aq)反应生成,I2(aq)浓度减小,上述溶解平衡向右移动,紫黑色晶体消失,C项正确;最终溶液褪色是Zn与有色物质发生了化合反应,不是置换反应,D项错误。
5.(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(　　)
选项 实验方案 现象 结论
A 往碘的CCl4溶液中加入等体积浓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-1 AgNO3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溶解度小于
AgCl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
A
解析:往碘的CCl4溶液中加入等体积浓KI溶液,振荡,静置,溶液分层,下层由紫红色变为浅粉红色,上层呈棕黄色说明碘的CCl4溶液中的碘与KI溶液中I-反应生成使上层溶液呈棕黄色,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;次氯酸钠溶液具有强氧化性,能将有机色质漂白褪色,无法用pH试纸测定次氯酸钠溶液的pH,故B错误;由题意可知,向AgNO3溶液中加入KCl溶液时,AgNO3溶液过量,再加入KI溶液时,只存在沉淀的生成,不存在沉淀的转化,无法比较AgCl和AgI的溶解度大小,故C错误;新制氯水中的Cl2和HClO都能与KI溶液反应生成使淀粉变蓝色的碘,则溶液变蓝色不能说明溶液中存在氯气分子,无法证明氯气与水的反应存在限度,故D错误。
四
课时作业17
1.(3分)(2025·上海嘉定区二模)下列关于Cl2、Br2、I2在工业上的提取及用途,说法正确的是(　　)
A.利用二氧化锰和浓盐酸加热得到Cl2
B.Cl2通入澄清石灰水制得漂白粉
C.海水中提取溴,一般经过浓缩、氧化和提取三个步骤
D.海带或海带灰浸泡所得的含I-的水,通入过量Cl2得到I2
C
2.(3分)下图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系,下列说法错误的是(　　)
A.单质①是最活泼的非金属单质
B.单质②的水溶液能使品红溶液褪色
C.保存少量的单质③时加少量水进行水封
D.单质④的简单氢化物在卤素氢化物中最
稳定
D
解析:卤素单质的沸点与其相对分子质量成正比,根据图像可知,①②③④分别是F2、Cl2、Br2、I2。卤族元素中,元素的非金属性随原子序数的增大而减弱,非金属性越强,对应单质越活泼,所以单质活泼性最强的是F2,故A正确;氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性,所以单质②的水溶液能使品红溶液褪色,故B正确;溴易挥发,在水中的溶解度较小,且密度比水的大,所以为防止溴挥发,可以用水进行水封,故C正确;卤族元素的简单氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱,所以单质④的简单氢化物在卤素氢化物中最不稳定,故D错误。
3.(3分)(2025·黑龙江哈尔滨实验中学二模)溴(Br)与氯(Cl)同属“卤族元素”,最外层均有7个电子,在反应中容易得1个电子,化学性质具有很大的相似性,氧化性:Cl2>Br2,下列根据氯的性质对溴的性质预测合理的是(　　)
A.溴单质只具有氧化性
B.溴蒸气与氢气在加热条件下反应生成HBr
C.Br-还原性比Cl-弱
D.溴单质与足量NaOH溶液反应可以生成NaBr和HBrO
B
解析:溴单质中溴元素的化合价既可升高,也可降低,因此溴单质既有氧化性又有还原性,故A不符合题意;氯气与氢气在点燃条件下反应生成HCl,溴蒸气与氢气在加热条件下反应生成HBr,故B符合题意;氧化性:Cl2>Br2,则Br-还原性比Cl-强,故C不符合题意;溴单质与足量NaOH溶液反应生成NaBr、NaBrO和水,故D不符合题意。
4.(3分)某小组设计如图所示实验探究卤素的性质,实验过程中观察到乙中现象:无色→蓝色→棕黄色→无色。已知:IC(红色)、IC(棕色)、I(无色);I+5I-+6H+===3I2+3H2O。
下列说法错误的是(　　)
A.丙的作用是吸收尾气,避免氯气排入空
气中污染环境
B.甲中现象是先变红色后褪色,微热后又变红色
C.乙中变棕黄色是因为I2被氧化成IC的混合物
D.反应结束后,可用淀粉-KI试纸和CH3COOH溶液检验乙中无色溶液是否含I
B
解析:Cl2通入石蕊溶液中,与水反应生成HCl和HClO,先表现出酸性,后表现出强氧化性,则石蕊溶液先变红后褪色;通入淀粉-KI溶液中,先发生置换反应,生成的I2使淀粉溶液变蓝色,继续通Cl2,I2被进一步氧化,乙中现象:无色→蓝色→棕黄色→无色;氯气尾气被丙中NaOH溶液吸收。Cl2能与NaOH反应,生成NaCl、NaClO等,则丙的作用是吸收尾气,避免氯气排入空气中污染环境,A正确;Cl2通入石蕊溶液中,先与水反应生成HCl和HClO,产物再与石蕊反应,则甲中现象是先变红色后褪色,但微热后不会变红色,B错误;IC呈棕色,则乙中变棕黄色是因为I2被氧化成IC的混合物,C正确;由题给信息I+5I-+6H+===3I2+3H2O可知,反应结束后,检验乙中无色溶液是否含I,可用淀粉-KI试纸和CH3COOH溶液,D正确。
5.(3分)某小组比较Cl-、Br-、I-的还原性,实验如下:
项目 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;把湿润的淀粉-KI试纸靠近试管口,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.上述实验利用了浓硫酸的氧化性、难挥发性等性质
C
解析:实验1,浓硫酸与NaCl反应生成的HCl气体与浓氨水挥发出的NH3反应生成NH4Cl,故白烟是NH4Cl,故A合理;实验1溶液颜色无明显变化,说明浓硫酸不能氧化Cl-,实验2溶液变黄,说明浓硫酸能氧化Br-,即还原性:Br->Cl-,故B合理;②中溶液含有浓硫酸和Br2,与NaI反应生成I2,可能是浓硫酸把I-氧化为I2,不能得出还原性:I->Br-,故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,故D合理。
6.(3分)(2025·北京海淀区模拟)如图为“吹出法”海水提溴技术的流程图。下列说法正确的是(　　)
A.“吹出塔”的作用是用空气中O2的氧
化性将Br-转化为Br2从溶液中分离
B.“吸收塔”中利用SO2将空气中的O2
还原除去
C.“吹出塔”和“蒸馏塔”中发生的主
要化学反应可以用同一离子方程式表示
D.“蒸馏塔”中剩余溶液的溶质主要是H2SO4
C
解析:“空气吹出法”海水提溴的过程是浓缩酸化后的海水中的Br-被氯气氧化为Br2,Br2被空气吹出进入吸收塔中,被吸收塔中的SO2将Br2还原为Br-,Br-再次被氯气氧化为Br2,在蒸馏塔中蒸馏,然后冷凝得到纯溴。“吹出塔”的作用是将Br2吹出进入吸收塔中,A项错误;“吸收塔”中利用SO2将Br2还原为Br-,B项错误;“吹出塔”和“蒸馏塔”中发生的主要化学反应均为Br-被氯气氧化为Br2,则可以用同一离子方程式表示,C项正确;“吸收塔”中是二氧化硫、水和Br2反应,生成HBr和H2SO4,“吸收塔”进入“蒸馏塔”的只有溴化氢溶液,则“蒸馏塔”中不存在H2SO4,D项错误。
7.(3分)用高分子吸附树脂提取卤水中的碘(主要以I-形式存在)的工艺流程如下:
下列说法正确的是(　　)
A.经①和④所得溶液中,c(I-)后者小于前者
B.④的作用是将吸附的碘还原而脱离高分子吸附树脂
C.若②和⑤中分别得到等量I2,则消耗的n(Cl2)︰n(KClO3)=5︰2
D.由⑥能得到碘产品是因为碘分子为极性分子,与溶液中的其他粒子间的作用力较弱
B
解析:卤水中含I-,酸化后,通入Cl2可氧化I-生成I2,高分子吸附树脂吸附碘单质,然后I2与Na2SO3发生氧化还原反应生成NaI和Na2SO4,反应的离子方程式为I2+S2===-+2H+,氧化时KClO3可氧化NaI生成I2,升华可得到粗产品,以此来解答。经①和④所得溶液中,I-的物质的量相同,为碘富集过程,浓度增大,c(I-)后者大于前者,故A错误;④的作用是将吸附的碘还原而脱离高分子吸附树脂,故B正确;若②和⑤中分别得到等量I2,由得失电子守恒可知n(Cl2)×2×(1-0)=n(KClO3)×[5-(-1)],则消耗的n(Cl2)︰n(KClO3)=3︰1,故C错误;由⑥能得到碘产品是因为碘分子为非极性分子,与溶液中的其他粒子间的作用力较弱,故D错误。
8.(3分)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H2O2溶液滴定淀粉-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 最后试管有浅黄色沉淀 有机物中含有溴原子
B
解析:A选项,H2O2溶液与KI反应生成I2,溶液变蓝,不能说明达到滴定终点,错误;B选项,KIO3与KI在酸性条件下反应生成I2,正确;C选项,NO2溶于水变为硝酸,硝酸也具有强氧化性,也可使淀粉-KI试纸变蓝,错误;D选项,加入AgNO3溶液之前要用硝酸中和溶液中的碱,错误。
9.(3分)(2026·福建厦门期中)某小组为了探究碘水与硝酸银的反应,进行如图所示实验。下列说法错误的是(　　)
A.过程①中加入AgNO3溶液后,溶液的pH变小
B.蓝色褪去可能是因为生成AgI沉淀,使I2和H2O的反应进行完全
C.黄色沉淀为碘化银,滤液1中加入NaCl溶液是为了除去银离子
D.向滤液2中先加入足量氢氧化钠溶液,再加入KI溶液,溶液会立即变蓝
D
解析:由题给流程可知,碘水中存在如下平衡:I2+H2O H++I-+HIO,向蓝色溶液中加入AgNO3溶液,I-与Ag+反应生成AgI沉淀,使平衡向正反应方向移动直至趋于完全,溶液蓝色褪去,过滤得到AgI黄色沉淀和含有HIO、HNO3的滤液1;向滤液1中加入NaCl溶液,将溶液中的Ag+转化为AgCl沉淀,过滤得到滤液2;向滤液2中加入KI溶液,溶液中的HNO3、HIO与I-反应生成碘单质使淀粉变蓝色。由分析可知,向碘水中加入AgNO3溶液充分反应后,过滤得到含有HIO、HNO3的滤液1,溶液的酸性增强、pH变小,故A正确;由分析可知,向蓝色溶液中加入AgNO3溶液,I-与Ag+反应生成AgI沉淀,使平衡向正反应方向移动直至趋于完全,溶液蓝色褪去,故B正确;由分析可知,加入NaCl溶液的目的是除去溶液中的Ag+,故C正确;由分析可知,滤液2中含有HIO和HNO3,加入足量氢氧化钠溶液中和酸得到NaIO和NaNO3的碱性溶液,碱性条件下,N、IO-不能与I-反应,所以加入KI溶液后,溶液不会变为蓝色,故D错误。
10.(3分)(2025·辽宁阜新模拟)碘及其化合物广泛用于医药、染料等方面。I2的一种制备方法如下图所示,已知Cl2的氧化性强于I。
下列说法错误的是(　　)
A.碘离子浓度:溶液2>溶液1
B.加入Fe后进行转化的化学方程式
为Fe+2AgI===FeI2+2Ag
C.若n(FeI2)︰n(Cl2)<2︰3时,会降低单质碘的回收率
D.若n(FeI2)︰n(Cl2)=2︰1时,氧化产物为FeCl3
D
解析:利用Ag+与I-反应生成沉淀,富集碘元素,再利用Fe的还原性置换Ag,使I-大量存在于溶液中,再利用Cl2氧化I-获得I2,以此解答。溶液1中碘离子浓度较低,利用Ag+与I-反应生成沉淀,再利用Fe的还原性置换Ag,使I-大量存在于溶液中,起到富集碘元素的作用,则碘离子浓度:溶液2>溶液1,A正确;加入Fe后进行转化的化学方程式为Fe+2AgI===FeI2+2Ag,B正确;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-,反应的化学方程式为FeI2+Cl2===I2+FeCl2,然后发生反应2FeCl2+Cl2===2FeCl3,
若n(FeI2)︰n(Cl2)=2︰3时,先氧化完全部I-再氧化Fe2+,恰好将全部I-和Fe2+氧化,已知Cl2的氧化性强于I,若n(FeI2)︰n(Cl2)<2︰3时,Cl2过量,I2被过量的Cl2进一步氧化为I,会降低单质碘的回收率,C正确;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n(FeI2)︰n(Cl2)=2︰1时,只发生反应FeI2+Cl2===I2+FeCl2,氧化产物为I2,D错误。
11.(14分)(2026·山东泰安期中)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K1,关闭K2、K3,打开活塞a,滴加浓盐酸。
Ⅱ.关闭K1,打开K2、K3,当B和C中的溶液都变为黄色时,关闭K3。
Ⅲ.B中继续通气体,当B中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a。
Ⅳ.……
回答下列问题:
(1)装置A中m的作用为______________________________。
(2)能说明氯气的氧化性强于碘的实验现象是______________________。
(3)用离子方程式解释过程Ⅱ中溶液变为黄色的原因:__________________
_______。过程Ⅲ的实验目的是_____________________________________
_______________。
(4)请用原子结构的知识解释氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:____________________________________________________________________________________________________。
平衡气压,有利于浓盐酸顺利滴下
淀粉-KI溶液变成蓝色
Cl2+2Br-===Br2+
2Cl-
确认C内黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置
换碘实验的干扰
同主族元素的原子从上到下电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,得
电子能力逐渐减弱,单质的氧化性逐渐减弱
(5)氰[(CN)2]和硫氰[(SCN)2]的化学性质和卤素很相似,化学上称为“类卤素”,它们阴离子的还原性强弱为Cl-_____________________________。
2SCN-+(CN)2===2CN-+(SCN)2
解析:过程Ⅰ,打开K1,关闭K2、K3,打开活塞a,滴加浓盐酸在A中与KMnO4反应生成Cl2,进入E中与KI反应,验证Cl2与I2的氧化性强弱;过程Ⅱ,关闭K1,打开K2、K3,氯气进入B和C中,与NaBr反应,当B和C中的溶液都变为黄色时,证明B、C中的NaBr溶液中均有少量氯气进入,关闭K3;过程Ⅲ,继续向B中通入Cl2,当B中溶液由黄色变为棕红色时,证明NaBr已被反应完全,验证氯气和溴的氧化性强弱,关闭活塞a,停止产生氯气;最后过程Ⅳ,打开活塞b,使C中反应生成的溴进入D中,验证溴的氧化性强于碘,据此分析解题。
12.(16分)查阅资料知:Br2的沸点为58.8 ℃,密度为3.119 g·cm-3,微溶于水,有毒。
Ⅰ.工业生产中,海水提取溴常用热空气吹出法。其生产流程如下:
某化学实验小组模拟该法设计了如下实验装置(夹持装置略去)从浓缩的海水中提取液溴。
实验步骤如下:
①关闭活塞b、d,打开活塞a、c,向A中缓
慢通入Cl2至反应结束;
②关闭a、c,打开b、d,向A中鼓入足量热
空气;
③关闭b,打开a,再通过A向B中通入足量的Cl2;
④将B中所得液体进行蒸馏,收集液溴。
(1)当观察到A中液面上方出现________(填实验现象)时即可判断步骤①中反应已经结束。
解析:氯气与溴离子反应生成溴单质,当反应完成时,多余的Cl2逸出,使A中液面上方出现黄绿色。
黄绿色
(2)X试剂可以是____(填字母,下同),尾气处理选用____。
a.H2O b.饱和食盐水
c.氢氧化钠溶液 d.饱和Na2SO3溶液
B中X试剂中发生反应的离子方程式为_______________________________
_____。
解析:溴能够与亚硫酸钠反应,可以用饱和亚硫酸钠溶液吸收溴;溴、氯气都有毒,可用碱液吸收;溴与亚硫酸钠溶液反应的离子方程式为Br2+S
2===+2Br-+2H+。
d
c
Br2+S2===+2Br-+
2H+
(3)蒸馏时应该选择___________(填序号),操作中应控制的关键实验条件为__________________________。
①③⑤⑥⑦
控制温度在59 ℃(或58.8 ℃)
解析:进行蒸馏操作所需的主要仪器是带铁圈的铁架台、酒精灯、陶土网、蒸馏烧瓶、温度计、直形冷凝管、牛角管、锥形瓶,所以选择的仪器有①③⑤⑥⑦;蒸馏实验依据液体的沸点不同分离物质,所以实验中应控制的关键实验条件为温度,Br2的沸点为58.8 ℃,则应该控制温度在59 ℃或58.8 ℃。
Ⅱ.该实验小组利用制得的单质溴研究H2与Br2生成HBr的反应,实验装置如下:
(4)装置E可用来检验反应产物HBr,装置D的作用是____________________
____。若要检验E中收集的HBr,图示装置检验HBr还不够完善,请结合原有实验装置予以改进:________________________________________。
解析:生成的溴化氢中混有溴蒸气,由于溴的沸点较低,通过装置D可以除去溴化氢中的溴蒸气;由于装置D无法完全除去溴化氢中的溴单质,所以该装置不严谨,应该在D与E之间增加一个盛有CCl4的洗气装置,确保将溴化氢中的溴完全除去。
除去未反应完的溴蒸
气
在D与E之间增加一个盛有CCl4的洗气装置
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