（浙江選考）2020版高考化學大一輪復習 第3講 元素化學 考點9 溴、碘及其化合物學案.docx

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考點9　溴、碘及其化合物 知識條目 必考要求 加試要求 1.溴、碘單質的物理性質 a a 2.氯、溴、碘單質間的置換反應 b b 3.海水中提取溴、碘 b 4.檢驗Br－、I－的常用方法 b 一、溴、碘單質的物理性質比較 性質 Br2 I2 顏色 深紅棕色 紫黑色 狀態(tài) 液體 固體 溶解性 水中 溶解度不大 溶解度不大 有機溶劑中 易溶 易溶 特性 易揮發(fā)、有毒 易升華 使淀粉變藍 二、Cl2、Br2、I2的化學性質比較 1．相似性 (1)都能與大多數(shù)金屬反應：2Fe＋3Br22FeBr3。 (2)都能與氫氣反應：H2＋X22HX。 (3)都能與水反應：X2＋H2OHX＋HXO(F2、I2的反應除外)。 (4)都能與堿液反應：X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(F2、I2的反應除外)。 2．遞變性 氯、溴、碘單質的氧化性強弱是Cl2＞Br2＞I2，陰離子的還原性強弱是Cl－＜Br－＜I－，因此能發(fā)生如下反應： Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2；Cl2＋2I－===2Cl－＋I2；Br2＋2I－===2Br－＋I2。 三、Br－、I－的檢驗方法(加試) 1．AgNO3溶液——沉淀法 未知液生成 2．氧化——萃取法 未知液有機層呈 3．氧化——淀粉法檢驗I－ 未知液藍色溶液，表明有I－ 四、海水中提取溴、碘(加試) 1．海水提溴 (1)流程 (2)發(fā)生反應的化學方程式為2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl。 2．海帶提碘 (1)流程 (2)發(fā)生反應的離子方程式：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。 【例1】　下列說法正確的是(　　) A．碘易升華，可保存在酒精中 B．液溴應保存在棕色磨口玻璃塞的試劑瓶中，并加少量水進行水封 C．新制的氯水長期保存在無色玻璃瓶中 D．用酒精可以從碘水中萃取碘 【解析】　碘易溶于酒精，得到是酒精溶液，A錯誤；液溴易揮發(fā)，應保存在棕色磨口玻璃塞的試劑瓶中，并加少量水進行水封，B正確；新制氯水中的次氯酸見光容易分解，不能保存在無色玻璃瓶中，應該盛放在棕色瓶中，C錯誤；萃取是利用物質在互不相溶的溶劑中溶解度不同進行分離的方法，酒精能與水互溶不分層，故不能萃取分離，D錯誤。 【答案】　B 【提煉】　常見試劑的正確保存方法：(1)氫氟酸應保存于塑料瓶中，其他試劑一般都用玻璃瓶；(2)氫氧化鈉、水玻璃等堿性物質應用橡膠塞，不宜用玻璃塞。苯、甲苯、乙醚等有機溶劑應用玻璃塞不宜用橡膠塞；(3)固體一般用廣口瓶，液體一般用細口瓶；見光易分解或變質的試劑一般盛于棕色瓶中，如硝酸、硝酸銀、氯水等，置于冷暗處，其他一般用無色瓶；(4)易被氧化而變質的試劑：①活潑的鉀、鈉、鈣等保存在煤油中；②碘化鉀、硫化亞鐵、亞硫酸鈉等平時保存固體而不保存溶液；保存硫酸亞鐵或氯化亞鐵溶液時內放少量鐵粉或鐵釘。 【例2】　根據(jù)如圖所示海水綜合利用的工藝流程圖，判斷下列說法正確的是(　　) 已知：MgCl26H2O受熱生成Mg(OH)Cl和HCl氣體等。 A．過程①的提純是物理過程，過程②通過氧化還原反應可產生2種單質 B．在過程③中將MgCl26H2O灼燒即可制得無水MgCl2 C．過程⑤反應后溶液呈強酸性，生產中需解決其對設備的腐蝕問題 D．在過程④、⑥反應中每氧化0.2molBr－需要消耗2.24LCl2 【解析】　過程①中除去Mg2＋、Ca2＋和SO需要用化學方法，A錯誤；根據(jù)已知信息可知B錯誤；過程⑤發(fā)生的反應為SO2＋2H2O＋Br2===H2SO4＋2HBr，溶液呈強酸性，C正確；每氧化0.2molBr－需消耗0.1molCl2，但不一定是2.24L，只有在標準狀況下才是2.24L，D錯誤。 【答案】　C 【提煉】　海水提溴流程 涉及的反應：2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl，SO2＋2H2O＋Br2===H2SO4＋2HBr。 【例3】　溴化碘(IBr)的化學性質與鹵素單質相似，能與大多數(shù)金屬反應生成金屬鹵化物，和某些非金屬單質反應生成相應的鹵化物，與水反應的化學方程式為IBr＋H2O===HBr＋HIO。下列有關IBr的敘述中，不正確的是(　　) A．IBr是雙原子分子B．在很多反應中，IBr是強氧化劑 C．和NaOH溶液反應生成NaBr和NaIOD．和水反應時，既是氧化劑又是還原劑 【解析】　IBr中I為＋1價，Br為－1價。2個原子構成1個IBr分子，A正確；因為其化學性質與鹵素相似，所以在很多反應中，IBr是強氧化劑，B正確；與堿反應的實質可看成是IBr先與水反應，生成物HBr和HIO再與堿反應，所以2NaOH＋IBr===NaBr＋NaIO＋H2O，C正確；與水反應的化學方程式IBr＋H2O===HBr＋HIO中，反應前后各元素的化合價均未發(fā)生變化，仍然是I為＋1價，Br為－1價，故這個反應不是氧化還原反應，D錯誤。 【答案】　D 【提煉】　溴化碘(IBr)、氯化碘(ICl)和氯化溴(BrCl)中非金屬性更強的元素顯負一價，另一元素顯正一價，它們的化學性質均與鹵素單質相似。與水反應時，各元素的化合價均未發(fā)生變化，故不是氧化還原反應。 【例4】　溴及其化合物廣泛應用在有機合成、化學分析等領域。 (1)海水提溴過程中溴元素的變化如下： ①過程Ⅰ，海水顯堿性，調其pH＜3.5后，再通入氯氣。 ⅰ.通入氯氣后，反應的離子方程式是________________________________________________________________________。 ⅱ.調海水pH可提高Cl2的利用率，用平衡原理解釋其原因________________________________________________________________________。 ②過程Ⅱ，用熱空氣將溴趕出，再用濃碳酸鈉溶液吸收，完成并配平下列方程式。 ________Br2＋________Na2CO3===________NaBrO3＋________CO2＋________ ③過程Ⅲ，用硫酸酸化可得Br2和Na2SO4的混合溶液，相同條件下，若用鹽酸酸化，則所得溴的質量減少，原因是________________________________________________________________________。 (2)NaBrO3是一種分析試劑，向硫酸酸化的NaI溶液中逐滴加入NaBrO3溶液，當加入2.6molNaBrO3時，測得反應后溶液中溴和碘的存在形式及物質的量分別為： 粒子 I2 Br2 IO 物質的量/mol 0.5 1.3 則原溶液中NaI的物質的量是________mol。 【解析】　(1)①ⅰ.氯氣具有氧化性，可以將溴離子氧化為溴單質，即Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，ⅱ.氯氣的溶解平衡為：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，若增大c(H＋)，平衡逆向移動，會抑制Cl2與水的反應，提高Cl2的利用率。②氧化還原反應中，根據(jù)價態(tài)律，只有Br發(fā)生變價，一部分升高至＋5價，另一部分降低至－1價，故產物是溴離子。根據(jù)電子守恒，所以溴酸鉀的前邊系數(shù)是1，產物還有5mol的NaBr，溴單質系數(shù)是3，根據(jù)鈉元素守恒，碳酸鈉的系數(shù)是3。③鹽酸有還原性，溴酸根離子具有氧化性，鹽酸可以與溴酸根反應，導致溴單質的生成量減少。(2)根據(jù)氧化還原反應中得失電子數(shù)相等，可得52.6mol＝20.5mol＋6n(IO)，則n(IO)＝2mol，根據(jù)元素守恒，原溶液中n(NaI)＝0.5mol2＋2mol＝3mol。 【答案】　(1)①ⅰ.Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－?、?Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，增大c(H＋)，平衡逆向移動，抑制Cl2與水的反應　②3　3　1　3　5NaBr?、埯}酸有還原性，與溴酸根反應　(2)3 【提煉】　氯、溴單質與堿反應時，溫度、濃度都會對其產物有影響。 冷的稀堿溶液：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O， 熱的濃堿溶液：3Cl2＋6NaOHNaClO3＋5NaCl＋3H2O， Br2與堿溶液的反應與Cl2一樣。 【例5】　從海帶中提取碘，有甲、乙兩種實驗方案如圖1。已知：3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O。請回答： (1)步驟X使用分液漏斗前需檢漏，檢漏方法為_________________________。 (2)用圖2所示裝置進行蒸餾，指出圖中的任意兩處錯誤： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 (3)進行上述操作時，使用水浴加熱更好的原因是________________________________________________________________________。 (4)下列有關步驟Y的說法，正確的是________。 A．應控制NaOH溶液的濃度和體積B．將碘轉化成離子進入水層 C．主要是除去海帶浸取原液中的有機雜質D．NaOH溶液可以由乙醇代替 (5)方案乙在上層溶液中加入H2SO4溶液得到I2的水溶液發(fā)生的化學反應方程式是________________________________________________________________________； (6)操作乙的名稱是________。 (7)工業(yè)中采用方案乙從海帶中提取碘，方案甲中采用蒸餾不合理，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【解析】　(1)檢查分液漏斗是否漏水的操作方法：向分液漏斗中加入少量蒸餾水，檢查旋塞處是否漏水，將漏斗倒轉過來，檢查玻璃塞是否漏水； (2)蒸餾裝置溫度計水銀球應在蒸餾燒瓶支管口處測定餾出成分的沸點，燒杯加熱需要墊石棉網均勻加熱，冷凝管水流方向應逆流，分析裝置圖可知，操作錯誤為：溫度計插入液面以下；燒杯未墊石棉網；冷凝管水流方向反了； (3)碘易升華，水浴加熱受熱均勻，便于控制溫度； (4)發(fā)生反應3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O中，需要濃氫氧化鈉溶液，所以應控制NaOH溶液的濃度和體積，故A正確；根據(jù)反應3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O可知，步驟Y將碘轉化成離子進入水層，故B正確；該操作的主要目的是將碘單質轉化成碘酸鈉、碘化鈉，將碘轉化成離子進入水層，不是除去有機雜質，故C錯誤；乙醇易溶于水和四氯化碳，將氫氧化鈉換成乙醇，仍然無法分離出碘單質，故D錯誤； (5)方案乙在上層溶液中是NaI和NaIO3，加入H2SO4溶液發(fā)生歸中反應得到I2的水溶液，反應的化學方程式為：5NaI＋NaIO3＋3H2SO4===3I2＋3Na2SO4＋3H2O； (6)步驟乙將碘單質和水分離，由于碘單質不溶于水，可通過過濾操作完成； (7)方案甲中采用蒸餾操作，由于碘單質容易升華，會導致碘單質損失，所以甲方案不合理。 【答案】　(1)向分液漏斗中加入少量蒸餾水，檢查旋塞處是否漏水，將漏斗倒轉過來，檢查玻璃塞是否漏水 (2)溫度計水銀球位置太低，應位于蒸餾燒瓶支管口處　燒杯加熱未使用石棉網(或冷凝管冷卻水流方向反了)　(3)均勻受熱，易于控制溫度　(4)AB　(5)5NaI＋NaIO3＋3H2SO4===3I2＋3Na2SO4＋3H2O　(6)過濾　(7)碘單質易升華，會導致碘損失 【提煉】　本題考查物質的分離與提純方法的綜合應用，涉及萃取、分液、蒸餾、過濾等操作。 物質分離、提純方法的選擇