单元复习02 海洋中的卤素资源23学年高一化学上学期单元复习过过过(沪科版2020必修第一册)

第二章海洋中的卤素资源
模块一海水中的氯
考点1粗盐的提纯
一、粗盐提纯
1、粗盐提纯的原理
食盐是海水中含量最多的矿物质。

由于食盐在温度改变时溶解度变化较小，海水经日光照射后，蒸发了大部分的水。

随着溶剂的量的不断减少，溶解在水中的食盐总量也在不断减少，导致食盐从溶液中析出。

而其他杂质由于含量远远少于食盐，故它们大部分仍留在溶液中。

2、盐田法
从海水中提取食盐的方法很多，主要有盐田法（太阳能蒸发法）等。

太阳能蒸发法即盐田法，它的原理就是用太阳晒，让盐田里的海水蒸发，食盐的浓度逐渐提高，最后盐便从海水中结晶出来。

海水晒盐得到的食盐是粗盐，含有较多的杂质（如氯化钙、氯化镁等）。

通过粗食盐的提纯，得到的盐是精盐。

其流程如下：①海水引入盐田——②利用日光、风力蒸发、浓缩海水，使其达到饱和——③使食盐结晶出来——④粗盐提纯---⑤得到精盐。

二、粗盐的精制
1、粗盐提纯的实验室方法
原理：粗盐中含有少量泥沙、可溶性的其它盐等杂质。

泥沙不溶于水，可以将粗盐溶解后进行过滤而除去；对蒸发后得到的晶体进行洗涤，可除去其它可溶性盐
实验步骤：称量→溶解→过滤
2、粗盐的精制
除去粗盐中可溶性杂质
——氯化钙、氯化镁、硫酸钠的试剂加入顺序
考点2电解饱和食盐水
一、电解饱和食盐水实验
1、工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以这些产物为原料再生产一系列化工产品，此工业被称为“氯碱”工业。

电解饱和食盐水的方程式为：
2、两极的产物及检验方法：
①与电源正极相连的是电解池的阳极极，电解产物为氯气，
检验该产物的方法是：产生的气体使得湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝；
②与电源负极相连的是电解池的阴极极，电解产物为NaOH和H2。

检验该气态产物的方法是：观察到酚酞变红；爆鸣法；
③氢氧化钠在阴极极附近生成，其检验方法是：观察到酚酞变红。

（4）工业上电解饱和食盐水后溶液中的主要溶质是氢氧化钠和氯化钠。

其中氯化钠可循环使用。

三、工业上电解饱和食盐水的注意事项：
1、反应装置为立式隔膜电解槽
2、食盐要精制
3、隔膜将氯气和氢气分离，防止气体混合时容易产生的爆炸，同时防止生成的氯气直接和碱液反应。

考点3氯气及其含氯化合物的性质
一、氯气的性质氯气的性质
1.物理性质
通常情况下，氯气是黄绿色，有刺激性气味，比空气重的有毒气体，易液化，能溶于水，但不溶于饱和食盐水。

常见的易液化的气体还有NH 3、SO 2。

2.化学性质
（1）强氧化性：
①与金属单质（Na 、Al 、Fe 、Cu 等)反应（与变价金属反应，均使金属氧化至高价态）2Na+Cl 2−−−→点燃
2NaCl （产生白烟）
2Fe ＋3Cl 2−−−→点燃
2FeCl 3（产生棕色的烟，溶于水溶液呈黄色）
Cu ＋Cl 2−−−→点燃
CuCl 2（产生棕黄色的烟，溶于水溶液呈蓝绿色）
常温下干燥的氯气或液氯不能与铁发生反应，所以工业上常把干燥的液氯储存在钢瓶中。

②与非金属单质（H 2、P 等）反应
H 2+Cl 2−−−−→点燃或光照
2HCl
点燃：发出苍白火焰，瓶口有白雾（用于工业制氯气）；光照：会发生爆炸，不能用于工业制盐酸
2P +3Cl 2−−−→点燃
2PCl 3（白雾，Cl 2不足）；2P +5Cl 2−−−→点燃
2PCl 5（白烟，Cl 2充
足）；
③与水反应：Cl 2+H 2O HCl+HClO （HClO 是一种不稳定的弱酸，但具有强氧化性。

）
氯水中的粒子：三分子：H 2O 、HClO 、Cl 2
四离子：H +、OH -、Cl -、ClO -
久置氯水失效原理：2HClO −−−
→光照
HCl+O 2↑氯水的保存：
随配随用并密封保存在棕色瓶中，不能使用橡皮塞
④将氯气通入碱液中，通式为Cl 2+2OH -=Cl -+ClO -+H 2O
吸收多余的Cl 2:Cl 2+2NaOH=NaClO+NaCl+H 2O。

工业制漂白粉:
2Cl 2+Ca(OH)2=CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O
工业上生产的漂粉精[CaCl 2和Ca(C1O)2的混合物]是通过氯气与石灰乳作用制成的；
漂白原理：
工业：Ca(ClO)2＋2HCl(稀)=CaCl 2＋2HClO
日常生活：Ca(ClO)2＋2CO 2＋2H 2O =Ca(HCO 3)2＋2HClO （强调CO 2不管少量还
是过量方程式一样）
漂白原理对比图：漂白类型强氧化性（化变不能恢复）
还原性漂白（化变能复原）物理吸附性（物变）
原理
原理将有色物质氧化成无色物质
由于溶于水后生成的H 2SO 3与有色物质结合，形成不稳定的无色化合物，褪色后在一定条件下又能恢复原来的颜色
可以做脱色剂，除臭剂，去味剂，防毒面具的滤毒罐
常见物质
HClO ，Ca(ClO)2（漂白粉的有效成分），NaClO ，H 2O 2，Na 2O 2，O 3
SO 2，连二亚硫酸钠（Na 2S 2O 4保险粉）等含硫还原剂
木炭或活性碳
氯水的性质成分表现的性质反应实例
Cl 2
⑴强氧化性⑵呈黄绿色⑶加成反应Cl 2＋2KI→2KCl ＋I 2
Cl 2＋SO 2＋2H 2O→H 2SO 4＋2HCl Cl 2＋CH 2→CH 2→CH 2Cl －CH 2Cl H ＋
强酸性2H ＋＋CaCO 3→Ca 2＋
＋CO 2↑＋H 2O
滴入紫色石蕊试液
先变红后褪色
HClO
⑴弱酸性⑵强氧化性HClO ＋OH －→ClO －
＋H 2O 漂白、杀菌、消毒
HClO+2Fe 2++H +→2Fe 3++Cl -+H 2O Cl
－
沉淀反应
Cl -+Ag +→AgCl↓
二、Cl-检验：
加入硝酸酸化的硝酸银溶液（有白色沉淀）三、氯气的制法
1.氯气的实验室制法
（1）反应原理：用强氧化性物质(如MnO 2、KMnO 4等)和浓盐酸反应。

4HCl(浓)+MnO 2−−→
MnCl 2+2H 2O +Cl 2↑
【注意】①可用浓H 2SO 4和NaCl 晶体代替浓盐酸与MnO 2共热制Cl 2：
2NaCl +3H 2SO 4(浓)+MnO 2−−
→
MnSO 4+2NaHSO 4+Cl 2↑+2H 2O ②可用KMnO 4、KClO 3代替MnO 2作氧化剂：
2KMnO 4+16HCl(浓)→2MnCl 2+2KCl +5Cl 2↑+8H 2O ③反应要慢慢加热，以防大量HCl 挥发。

④反应中4molHCl 参加反应，只有2mol 被氧化。

MnO 2与稀盐酸不反应。

（2）实验装置：根据反应原理和气体净化、收集、尾气处理等实验步骤及常见仪器的性能，可用下图中装置制备干燥、纯净的Cl 2。

讨论：实验室中为快速制得氯气，可采用高锰酸钾与浓盐酸反应，得到氯气、氯化锰。

试写出化学方程式并说明实验室制备氯气的原理。

2KMnO 4+16HCl =2KCl+2MnCl 2+5Cl 2+8H 2O 其他方法：Ca(ClO)2+4HCl(浓)
=CaCl 2+Cl 2+2H 2O （注意浓稀盐酸的不同）KClO 3+6HCl(浓)=
KCl 2+3Cl 2+3H 2O
−−→MnSO4+2NaHSO4+2H2O+Cl2↑
NaCl+3H2SO4+MnO2∆
指出：①制备反应，必须比较平缓，反应速率适中；反应试剂易得，易保存。

因此在氯气的实验室制备中：氧化剂选择二氧化锰，而不用高锰酸钾，因为后者的反应过于迅猛，不利于收集。

②反应中必须用浓盐酸，因稀盐酸中氯离子的还原性比浓盐酸的还原性弱，不能与二氧化锰反应。

（3）操作：
连接好仪器：自左而右，自下而上
检查气密性：方法一：关闭分液漏斗活塞，将导管插入盛有水的烧杯中，然后在烧
瓶底部稍加热，若在烧杯中的导管口有气泡冒出，停止加热，导管中
形成一段水柱，表明整套装置气密性良好。

方法二：关闭止水夹，在分液漏斗中加入较多的水，开启分液漏斗的
活塞，若水很难滴下，说明气密性良好。

装药品：先固后液；液体不能超过圆底烧瓶容积的2/3
开始反应：将分液漏斗的瓶塞上的小孔或凹槽对准瓶口上的小孔注意：（1）温度不超过90℃（2）慢慢滴加（均为了减少氯化氢的挥发）
2.氯气的工业制法
电解2NaOH+H2↑+Cl2↑
（1）电解饱和食盐水(氯碱工业)：2NaCl+2H2O−−−→
电解2Na+Cl2↑
（2）电解熔融的氯化钠(可制得金属钠)：2NaCl(熔融)−−−→
四、氯的重要化合物
1.氯化氢
（1）氯化氢是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气大，极易溶于水，可用于做喷泉实验。

标准状况下，1体积水中能溶解500体积的氯化氢气体，故氯化氢在空气中易形成白雾。

（2）氯化氢的制法
①原理：2NaCl(s)+H2SO4(浓)△Na2SO4+2HCl↑
②装置：固液加热制气装置
③收集：向上排空气法
④干燥：浓H2SO4或P2O5
⑤检验：HCl+NH3=NH4Cl(s)(可产生白烟，可用做NH3和HCl气体的互检)。

⑥尾气的处理：在发生装置末端连接一个倒扣的漏斗，用水或NaOH溶液吸收。

2.次氯酸盐的性质
次氯酸盐的水溶液呈碱性：ClO-+H2O HClO+OH-
强氧化性：无论是酸性、中性、还是碱性溶液中，ClO-都具有强氧化性，与Fe2+、S2-、I-、SO32-、Br-等还原性物质不共存。

2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O2I-+ClO-+2H+=I2+Cl-+H2O
S2-+ClO-+2H+=S↓+Cl-+H2O6Fe2++3ClO-+3H2O=2F e(O H)3
↓+3Cl-+4Fe3+
2I-+ClO-+H2O=I2+Cl-+2OH-SO32-+ClO-=SO42-+Cl-
平衡移动的应用：
加入物质浓度变化平衡移动方向应用
可溶性氯化物C(Cl-)增大左移a、用饱和食盐水除去Cl2中的HCl
b、用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸C(H+)和C(Cl-)增大左移次氯酸与浓盐酸反应制Cl2
NaOH C(H+)减小右移用NaOH溶液吸收多余Cl2
Ca(OH)2C(H+)减小右移制漂白粉
CaCO3C(H+)减小右移制高浓度HClO溶液
光照C(HClO)减小右移氯水避光保存或现用现配
五、卤素性质的相似性与递变性
1.卤族元素原子结构特点及性质通性
F原子Cl原子Br原子
I原子
（1）卤族元素在周期表中处于第ⅦA族；价电子构型为ns2np5
（2）最外层电子数均为7，是典型的非金属元素；
（3）单质均为双原子非极性分子（极性或非极性），具有强的氧化性（I2除外）
但氧化性依次减弱，其阴离子的还原性依次增强；
（4）主要化合价均为-1价，最高正价为+7价（F除外）；
（5）均能形成气态氢化物，其稳定性依次减弱。

水溶液酸性依次增强；(HX)
（6）最高价氧化物的水化物（HRO4）为酸（F除外），酸性依次减弱，HClO4为最强酸。

2.卤素单质在物理性质上的主要差异及递变规律
性质F2Cl2Br2I2
状态气态气态液态固态
颜色淡黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色
溶解性与水反应溶解性依次减弱
熔沸点依次升高（卤素的单质都是双原子分子。

在固态时都是分子
晶体，它们的熔沸点都决定于分子间作用力，而与分子内的
化学键无关。

组成与结构相似的分子晶体，相对分子质量越
大，分子间作用力越强，熔沸点越高。

）
3.卤族元素在化学性质上的递变性
性质递变规律
非金属性与氢气化合的难易程度越来越难（冷暗处—强光—加热到500℃以上—不断加热）氢化物的稳定性依次减弱
最高价氧化物对应水化物的
酸性
依次减弱
单质的氧化性单质之间的置换（写出相关的
离子方程式）
结论：单质氧化性依次减弱
离子方程式：
①Cl2+2Br-→2Cl-+Br2
②Br2+2I-→2Br-+I2
③Cl2+2I-→2Cl-+I2
与变
价金
属反
应
化学方程式Cl2Br2I2
Fe2Fe+3Cl2
−−−→
加热
或点燃
2FeCl3
2Fe+3Br2−−−→
加热2FeB
r3
Fe+I2
−−−→
加热FeI2
Cu Cu+
X2
−−−→
加热C
uX2（X2是
F2、Cl2、
Br2）
2Cu+I2−−−→
加热2C
uI
X—的还原性阴离子的还原性依次增强
4.卤素离子的检验：
（1）沉淀法
试剂现象结论及离子方程式
AgNO3溶液+稀硝酸生成白色沉淀有Cl-:Ag++Cl-→AgCl↓
生成浅黄色沉淀有Br-:Ag++Br-→AgBr↓
生成黄色沉淀有I-:Ag++I-→AgI↓
（2）氧化还原法
试剂现象结论及解释（用化学方程式表示）Br-氯水+CCl4与新制的氯水反应生成橙色溶液，再滴加四
氯化碳溶液分层，下层显橙红色
Cl2+Br-→2Cl-+Br2
I-氯水+CCl4与新制的氯水反应生成黄色溶液，再滴加四
Cl2+I-→2Cl-+I2
氯化碳溶液分层，下层显紫色
与氯水反应生成黄色溶液，使淀粉溶液变蓝Cl2+I-→2Cl-+I2氯水加淀
粉溶液
5.卤素的特性
（1）F
①化合价：仅有-1、0，没有负价和含氧酸
②F2不能置换出氯、溴、碘：氟与水剧烈反应放出氧气：2F2+2H2O→4HF+O2↑，在水中不存在。

不能在水中置换其他卤素单质。

③F2可与某些稀有气体反应
④F2、HF均腐蚀玻璃：2F2+SiO2=SiF4+O24HF+SiO2=SiF4↑+2H2O
⑤在HX酸中唯有HF是弱酸
⑥在AgX中唯有AgF易溶于水；CaF2难溶于水，可用于制备HF。

（2）Br
Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质，是深红棕色液体，易挥发，蒸气有毒。

保存液溴采用水封法，瓶塞不能用橡胶__塞。

①因萃取而褪色：苯、CCl4与溴水混合后，水层几乎为无色
②因歧化而褪色：溴水中加入强碱，发生歧化反应（Br2 Br-+BrO-或BrO3-),橙色褪去
③因被还原而褪色：镁粉、锌粉、H2S、SO2、SO32-、Fe2+、I-、等能将Br2还原为Br-，使溴水褪色
④因沉淀而褪色：溴水中加入AgNO3溶液，生成浅黄色沉淀AgBr，溴水褪色
⑤因加成而褪色：含碳碳双键、碳碳三键的有机物发生加成褪色
⑥因取代而褪色：酚类与溴水反应，酚羟基邻对位上的氢原子被溴原子取代而使溴水褪色（3）I
①I2易升华，常利用该性质来分离提纯碘。

②I2单质易溶于有机溶剂，淀粉遇I2变蓝，可利用该特性鉴定I2的存在。

③AgI可用与人工降雨，碘盐（加KIO3）可防止甲状腺肿。

④I2与Fe反应时，生成FeI2，其他卤素单质与Fe反应时均得到Fe3+，说明：氧化性Cl2﹥Br2﹥Fe3+﹥I2，还原性I-﹥Fe2+﹥Br-﹥Cl-
（4）Cl
HClO4是常见含氧酸中最强酸，HClO是氯的含氧酸中氧化性最强的酸。

6.卤素及其化合物的用途
卤素的化学性质非常活泼，能跟很多单质、化合物发生化学反应，因此，卤化物非常多。

卤素及其化合物由于具有众多特性，用途非常广泛。

如氯化银、溴化银、碘化银具有感光性，见光后会发生如下反应：
模块二氧化还原反应和离子反应考点四氧化还原反应
一、氧化还原反应
氧化还原反应与电子的转移(电子得失或电子对偏移)有密切关系。

、定义：有电子转移(得失或偏移)的反应都属于氧化还原反应。

化合价升高–ne-被氧化
氧化剂+还原剂→还原产物+氧化产物
（强氧化性）(强还原性)（弱还原性）(弱氧化性)化合价降低+ne-被还原
1．单线桥法
2．双线桥法
三、氧化还原反应与四种基本类型反应的联系
a 、置换反应全部是氧化还原反应；
b 、复分解反应全部是非氧化还原反应；
c 、化合反应、分解反应有的是氧化还原反应，有的是非氧化还原反应。

分析下列氧化还原反应，标出转移的电子方向和数目，指出氧化剂和还原剂。

(1)MnO 2+4HCl(浓)
∆−−→MnCl 2+Cl 2↑(2)2H 2S+SO 2→3S+2H 2O (3)2KClO 32M nO ∆
−−−→2KCl+3O 2↑(4)C12+2NaOH →NaCl+NaClO+H 2O
解析：
氧化剂、还原剂：Cl2
Cl既被氧化又被还原
模块三溴和碘的提取
一、从海水中提取溴和碘
1.萃取：利用化合物在两种互不相溶的溶剂中溶解度的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中（常用于分离提纯）。

萃取剂颜色
氯水（浅黄绿色—黄绿色）溴水（黄—橙
色）
碘水（深黄—褐
色）
汽油或
苯水层__下层_（上层或
下层，下同）
变浅-褪色变浅-褪色变浅-褪色有机层_上层___黄绿色橙—橙红色淡紫—紫红色
CCl4水层_上层___变浅-褪色变浅-褪色变浅-褪色有机层_下层黄绿色橙—橙红色紫—深紫色
萃取剂的选择:两种溶剂不发生反应,且互不相溶（酒精+水不行）；溶质在萃取剂中溶解度较大；溶质和萃取剂不发生反应（裂化汽油/植物油+Br2）
如：溴苯（溴）：氢氧化钠溶液/分液
碘水中提取碘：苯/四氯化碳/直馏汽油，然后分液，有机层进行低温蒸馏。

如何从碘的四氯化碳溶液中提取碘单质---反萃取法：
①在碘的四氯化碳溶液中逐滴加入适量40％NaOH溶液，边加边振荡，直至四氯化碳层不显红色为止。

碘单质反应生成I-和IO3-进入水中。

（方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O）
②分液，将水层转移入小烧杯中，并滴加45%的硫酸酸化，可重新生成碘单质。

由于碘单质在水中的溶解度很小，可沉淀析出。

（方程式为5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O）
③过滤，得到碘单质晶体。

（常温下，碘的溶解度为0.02g/100g水）。

2.分液——物质分离的一种方法
3.溴和碘的提取
从海水中提取溴和碘的方式与氯不同：从提取氯化钠后所得的母液中提取溴，从海水中富含碘元素的植物中提取碘。

（1）从海水中提取溴的过程
原理：将Br-氧化为Br2
三个步骤：浓缩、氧化、提取
a)我们需要的是游离态的单质溴，而海水中的溴是以什么形态存在的呢？我们怎么将这种
形态的溴转变为单质溴呢？
加入氧化剂，如：Cl2+2Br－→2Cl－+Br2
海水呈碱性，在通氯气前应对海水做怎样的处理？
用硫酸酸化
b)如果直接通氯气会怎样呢？
氯气会有损耗，原料利用率下降。

c)得到的单质溴仍然溶解在海水中，如何将溴从海水中提取出来呢?
热空气或热的水蒸气吹出
d)为什么要将溴蒸气的出口温度控制在70～80℃？温度过高或过低会有什么影响？
温度过低，不能让溴充分地挥发，降低产率。

温度过高，大量的水蒸气也随溴一起挥发，产品的纯度下降
e)写出步骤④的化学方程式。

Br2＋SO2＋2H2O→2HBr＋H2SO4
f)为什么不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”?
①氯化后的海水虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏原料，耗时耗能，成本高。

②“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程。

g)步骤④也可以用纯碱溶液吸收单质溴，步骤⑤再以硫酸酸化，化合态的溴又转化为溴单
质。

写出相关反应的离子方程式。

3CO32－+3Br2→5Br－+BrO3－+3CO2↑
BrO3－+5Br－+6H+→3Br2+3H2O
h)溴微溶于水，步骤⑦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。

分离仪器的名称是分液漏斗，分离时液溴从分离器的下口排出。

（2）从海带中提取碘的过程
碘是非金属元素。

但是,碘在海水中含量太低,仅有0.06g/L目前还不能直接从海水中提取碘。

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。