資源簡介

1.了解氯、溴、碘單質的物理性質，總結鹵素單質物理性質的變化規律；了
解溴、碘單單質在不同溶劑中的溶解及呈現的顏色。
2.了解鹵單質化學性質的相似性，比較其活潑性的相對強弱
3.從化工產生和資源利用的角度，理解海洋提取溴和碘的主要流程
4.掌握氯離子、溴離子和碘離子的檢驗方法
【教學目標】
【知識導航】
§3.2.1 溴和碘的提取
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}氯
溴
碘
鹵族元素
鹵族元素，簡稱鹵素。在希臘文中，鹵素原意是成鹽元素。因為其單質都是典型的非金屬，都能跟典型的金屬化合生成鹽而得名。
同族元素性質相似
【教學重難點】
1.鹵素單質的物理性質及其變化規律
2.比較氯、溴、碘單質的活潑性
3.海水提溴、碘的實驗原理
【交流討論】
1.分子結構：均為雙原子分子
一.鹵素單質的物理性質
鹵原子最外層均為____個電子；在化學反應中容易_____電子；都是活潑的_____元素；它們的電子層數逐漸________；原子半徑逐漸_______；原子核對最外層電子的引力逐漸______；得電子能力逐漸_______；元素的非金屬性依次______；其中__________的單質在化學反應中只能作氧化劑。
7
得
非
增多
增大
減弱
減弱
減弱
F元素
請結合表中數據和氯氣的性質，預測溴、碘可能具有的物理性質和化學性質，并填寫在學案上。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}鹵素單質
熔點/℃
沸點/℃
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
氯氣
(1)溴單質的物理性質
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}鹵素單質
常溫下狀態
顏色
密度
熔點/℃
沸點/℃
Br2
3.10 g·cm-3（298 K）
-7.2
58.8
液溴
水層
溴蒸氣
紅棕色
溴易揮發；常溫下唯一的液態非金屬單質。
保存在棕色細口瓶中，水封，玻璃塞（Br2腐蝕橡膠）。
深棕紅色
液態
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}鹵素單質
常溫下狀態
顏色
熔點/℃
沸點/℃
I2
113.6
185.2
(2)碘單質的物理性質
碘易升華；
淀粉遇碘變藍
思考：如何分離碘和氯化鈉固體？
升華法。
紫黑色
固體
氯溴碘單質的物理性質比較
溴碘單質的在水中的溶解度較低，在有機溶劑中的表現如何呢？
越來越深
濃溴水
稀溴水
碘水
碘酒
碘的CCl4溶液
溴碘在不同溶劑中呈現的顏色
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}物質
顏色
物質
顏色
飽和溴水
碘的
酒精溶液
稀溴水
橙色
黃色
黃色到淺棕色
碘水
紫色
碘的
四氯化碳溶液
紅棕色
溴在苯、
四氯化碳等
有機溶劑
棕色
1.分液
分液：分離互不相溶的液體混合物的操作過程。
實驗儀器：分液漏斗、燒杯、鐵架臺
操作要點：
1.分液漏斗使用前要檢漏。
2.充分振蕩，適當放氣，充分靜置，然后分液；
3.分液時保持漏斗內與大氣壓一致；下層溶液下口出，上層溶液上口出；先下口出后上口出。
檢漏
裝液
振蕩并放氣
分液
靜置
二.混合物的分離和提純之---萃取和分液
善事利“器”（儀器）
分液漏斗的檢漏
利用物質在互不相溶的溶劑中的溶解度的不同，將物質從一種溶劑中轉移到另外一種溶劑（萃取劑）中，從而實現分離的方法。
①條件:
兩種溶劑互不相溶也不反應；溶質在兩種溶劑中的溶解度相差較
大；彼此不發生化學反應。
②分離碘水、溴水常用萃取劑 :
煤油、植物油、苯（密度均比水小）四氯化碳（密度比水大）
③萃取后的液體通過分液操作分離。
(1)定義
2.萃取
已知四氯化碳（ CCl4） 是一種難溶于水的無色油狀液體，密度比水大。溴、碘等在四氯化碳中的溶解度遠大于在水中的溶解度。
取一只分液漏斗，檢查不漏水后向其中加入約10 mL碘水，再加入4 mL四氯化碳，塞上分液漏斗頂塞，倒轉過來充分振蕩，然后置于鐵架臺上靜置。
仔細觀察靜置過程中分液漏斗中的現象并作出解釋。
實驗現象：液體分為兩層，上層顏色比原來碘水的顏色淺，下層變為紫色。
(2)實驗探究
萃取與分液
分別量取一定體積的碘水和CCl4，倒入分液漏斗中
蓋緊頂塞，關閉活塞，振蕩，
振蕩過程中不斷放氣
將分液漏斗放置在鐵架臺上，靜置分層
取下頂塞，控制活塞，使下層液體沿燒杯內壁流出
當液面接近活塞處時，控制活塞，減小流速
取下分液漏斗，將上層液體從上口倒出
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
見多識廣（拓展）
泡茶——固液萃取
用香蕉水去除衣物上油污
工業上的萃取
工業萃取設備
萃取、蒸餾聯用從植物中提取精油
低溫萃取
復合式微波萃取
超臨界二氧化碳萃取
學以致“用”（應用）
三.氯、溴、碘單質活潑性的比較
1.鹵素單質的氧化性：
(1)和金屬單質反應
①Cl2：是一種重要的非金屬單質，有強氧化性，在加熱條件下可
以和絕大多數金屬劇烈反應
【問題討論】鎂、鋁、鋅和氯氣反應的現象？
③I2：氧化性較強，但不如Cl2和Br2，在加熱條件下也可以和絕大
多數金屬反應，但劇烈程度不如Br2；和變價金屬作用時，
往往只能將其氧化成較低價態
②Br2：也是一種強氧化劑，在加熱條件下也可以和絕大多數金屬
反應，但劇烈程度不如Cl2
都能劇烈燃燒，且都產生白煙
(2)和非金屬單質反應
①F2：與H2混合，冷暗處也會爆炸
②Cl2：與H2混合，光照或點燃發生爆炸；若將驗純后的氫氣
用尖嘴導管點燃后導入盛有氯氣的集氣瓶中，可安靜地
燃燒，有蒼白色火焰且瓶口上方有白霧產生
(3)和其它還原性物質反應
③Br2：與H2混合， 高溫反應緩慢
④I2：與H2混合，高溫反應緩慢且可逆
①鹵素互換反應：
比較氯溴碘單質的活潑性：
I2+H2 2HI
比較氯溴碘單質的活潑性
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}編號
實驗過程
現象
離子方程式
1
向少量NaBr溶液中加入幾滴氯水，再加入CCl4。
?
?
2
向少量NaI溶液中加入幾滴氯水，再加入CCl4。
?
?
3
?
?
?
?
【結論】氯、溴、碘單質活潑性的強弱順序為：___________________
Cl2+2Br-=2Cl- +Br2
溶液由無色轉為黃色
溶液由無色轉為黃色
溶液由無色轉為黃色
向少量NaI中加入幾滴溴水，觀察現象
Cl2+2I-=2Cl- +I2
Br2+2I-=2Br- +I2
Cl2>Br2>I2
②Cl2、Br2、I2都可置換硫化物中的硫，生成硫單質；
③Cl2、Br2、I2在水溶液中，可將SO2和亞硫酸鹽氧化生成硫酸及
硫酸鹽
④Cl2、Br2可以將Fe2+氧化成Fe3+
3Cl2+2NH3==N2+3HCl、3Cl2+8NH3==N2+6NH4Cl(白煙)
【微點撥】
氯氣和氨氣常溫下因發生反應不能共存：
后一反應可用于工業上檢驗輸送氯氣的管道是否漏氣。
2.和水反應
(3)Br2、I2常溫下與水反應速率很慢，可忽略
(1)2F2+2H2O==4HF+O2↑
(2)Cl2+H2O HCl+HClO，氯氣溶于水，有一部分與水反應，
故新置氯水顯淺黃綠色；生成的HClO是一種強氧化劑；可以漂
白有機色素，且能殺菌、消毒，見光易分解、不穩定，新制氯
水中有七種微粒；久置氯水因HClO持續分解，變成無色的鹽酸
3.和燒堿反應
(1)常溫下，氯氣與燒堿反應生成NaCl和NaClO、水；用此反應可
以制取消毒液，也可以用于除去尾氣中的氯氣；
3Cl2+6NaOH 5NaCl+NaClO3+3H2O
(2)Br2、I2常溫下與燒堿反應，產物除生成-1價化合物外，還有
+1和+5價化合物
【微點撥】
4.I2可與淀粉溶液顯藍色，淀粉碘化鉀試紙可檢驗氧化性比I2強的物質，
如Cl2
由于鹵素原子最外層電子數相同，所以它們的性質具有相似性；由于它們的電子層數不同，所以它們的性質又有差異性。差異性的主要表現有：
(1)與金屬反應時，如果金屬有變價(如Fe、Cu)，Cl2、Br2可將金屬
氧化成高價；而I2往往只能將其氧化成低價。
(2)F2、Cl2、Br2、I2與水反應越來越_______。
(3)鹵素單質的氧化性F2_____Cl2______Br2______I2；
(4)按HF、HCl、HBr、HI順序，熱穩定性_______________。
難
＞
＞
＞
逐漸減弱
四.HX及氫鹵酸
(2)氫鹵酸都是_________的水溶液；是_____色____________味的液體；均____揮發；
濃氫鹵酸敞口放置，瓶口會出現_________；HF任意比溶于水、HCl、 HBr、
HI極易溶于水。
1.物理性質
(1)鹵化氫都是____色、____刺激性氣味的氣體；在空氣中均會產生 _______；
四種鹵化氫的熔、沸點由低到高的順序為_________________________。
2.化學性質
(1)水溶液的酸性：

無
有
HCl、HBr、HI、HF
白霧
鹵化氫
有刺激性
白霧
無
易
增強
氫鹵酸的酸性按HF、HCl、HBr、HI的順序________；其中_______為弱酸

HF
2.和水反應
(3)Br2、I2常溫下與水反應速率很慢，可忽略
(1)2F2+2H2O==4HF+O2↑
(2)Cl2+H2O HCl+HClO，氯氣溶于水，有一部分與水反應，
新故置氯水顯淺黃綠色；生成的HClO是一種強氧化劑；可以漂
白有機色素，且能殺菌、消毒，見光易分解、不穩定，新制氯
水中有七種微粒；久置氯水因HClO持續分解，變成無色的鹽酸
3.和燒堿反應
(1)常溫下，氯氣與燒堿反應生成NaCl和NaClO、水；用此反應可
以制取消毒液，也可以用于除去尾氣中的氯氣；
3Cl2+6NaOH 5NaCl+NaClO3+3H2O
(2)還原性：HF＜HCl＜HBr＜HI
3.HF、HCl的制法(HBr、HI易被濃硫酸氧化)
其中HF幾乎不能被氧化；HCl還原性較弱，但常溫下可被酸性
KMnO4溶液氧化，濃鹽酸常溫下可被KClO3氧化、加熱時可被
MnO2氧化；HBr、HI常溫下可被酸性KMnO4溶液、濃硫酸、
硝酸氧化，加熱時也可被MnO2氧化，HI還可被鐵鹽在水溶液
中氧化
(3)HI加熱可部分分解
(4)HF腐蝕玻璃：SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O,故HF或氫氟酸不能用
玻璃瓶存放，要用塑料瓶存放；該反應可用于雕刻
玻璃
(1)HF的實驗室制法：
CaF2(瑩石、不)+H2SO4(濃) CaSO4+2HF↑
用鉛制器皿制取、用塑料瓶保存
(2)實驗室制HCl的原理是______________________________________________；
多余的HCl應_____________、原因是__________________。
五.鹵化銀
2.感光性：AgF＜AgCl＜AgBr＜AgI
AgCl感光性較弱，常用于提取指紋；AgBr感光性適中，常用作感光材
料；AgI感光性強，不適合作感光材料，但可用于人工降雨
NaCl(s)+H2SO4(濃) NaHSO4+HCl↑；
2NaCl(s)+H2SO4(濃) Na2SO4+2HCl↑；
NaCl(s)+ NaHSO4(s) Na2SO4+HCl↑；
氣體發生裝置、收集裝置與Cl2相似
1.顏色、溶解性
AgF：白色易溶；AgCl：白色難溶；AgBr：淡黃色難溶；AgI：黃色難溶。溶解度：AgF＞AgCl＞AgBr＞AgI
高沸點酸制低沸點酸或難揮發性酸制揮發性酸
用水吸收
HCl極易溶于水
?沉淀法： Ag+ + Cl- = AgCl 白色沉淀
Ag+ + Br- = AgBr 淺黃色沉淀
Ag+ + I- = AgI 黃色沉淀
六.鹵素離子的檢驗（Cl-、Br-、I-）
?顯色法： Cl2 +2Br- = Br2+2Cl-
Cl2 +2I- = I2+2Cl-
Br2/有機物溶劑—紅棕色
I2/有機物溶劑—紫色
I2遇淀粉溶液變為藍色
氧化還原反應
復分解反應
各顯不同
海水中幾乎存在所有的常見元素，它蘊藏著豐富的資源。目前，從海水中提取的兩類物質已形成產業：一類是海水中含量較高，提取比較容易，而且成本也不很高的物質，如________和________等；另一類是陸地上含量較少，只能從海水中提取的物質，如_________和_________等。
1.海水提Br2
七.溴、碘的工業制法
鎂
鉀
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，約有100萬億噸
鹽田法得到的粗鹽與鹵水
Br－的濃度（g /L）
海水
0.067
鹵水(曬鹽之后)
2.5--3
苦鹵(提取KCl之后)
>6
苦鹵中的溴元素主要以Br－存在，苦鹵中Br－的濃度是海水中Br－濃度的近100倍
怎樣將苦鹵中的Br -轉化成Br2？怎樣把Br2從水中分離出來?
想一想
(1)溴元素的富集-海水曬鹽、鹵水及苦鹵中Br－
濃度
(2)溴的提取
32
①濃縮
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和水反應，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
沸點
水：100℃
Br2：58.8℃
控制溫度在70℃左右，
溫度過高水大量揮發，溫度過低Br2揮發不完全。
硫酸：抑制Cl2和水反應，提高Cl2利用率。
35
④精制
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
ⅡⅢ的作用是什么？
提高Br2的濃度和純度。
Ⅱ
Ⅲ
【總結】海水提溴可以分為兩個階段
Cl2+2Br- = 2Cl-+Br2
通入熱空氣？
水蒸氣(吹入)
通入熱空氣或水蒸氣的原理：溴的沸點比水的沸點低，向苦鹵中吹入熱空氣或水蒸氣，使溴揮發，冷凝后即得粗溴；
海水
濃縮
苦鹵
（Br -）
氯氣氧化
溴水
(Br2)
粗溴
階段一：制備粗溴
階段二：粗溴的提純（工業提純）
精制溴
粗溴
通入????????????
?
含有HBr的
溶液
蒸餾
氯氣氧化
除去雜質
加入????????????????????????溶液
?
NaBr、NaBrO3
混合溶液
加入硫酸
提取
【問題思考】
對比兩種精制溴的方法，請你對兩種方法作出評價
兩種方式都是工業上的常用方法，第一種方式反應速率快，多數企業采用此方法，然而存在的問題有：第一步反映的產物為氫溴酸與硫酸，強酸腐蝕生產設備；且生產中使用二氧化硫與氯氣有毒有害氣體，廠區的氣體處理是一個較大問題
第二種方法使用的試劑相對環境友好，然而反應速度偏慢，對于企業而言經濟性較差，因此對于實際發生的化工生產應該多角度全方面考慮
海洋植物,如海帶、馬尾藻等有吸附碘離子的特殊能力,它們能把海水中的碘富集到是海水中的10萬倍以上。所以通常從海帶或馬尾藻中提取碘。
2.海帶提碘的原理-海帶對碘元素的富集作用
碘在海水中含量太低,僅有60μg·L-1，苦鹵中的碘含量也僅有6mg·L-1左右，目前還不能直接從海水中提取碘。(1μg=10-6g)
(1)海帶提碘的一般流程
灼燒
溶解
過濾
氧化
萃取
分液
蒸餾
Cl2 + 2I - = 2Cl - + I2
干燥海帶
海帶灰
濾液（含碘離子）
碘水
碘的CCl4溶液
固體I2
?
工業上亦有使用離子交換法處理含碘離子的溶液，提高碘的提取效率。
Cl2
是否有合適的綠色氧化劑替代氯氣？
H2O2 + 2I -+2H+ = I2+ 2H2O
(2)海帶提碘的儀器和操作步驟
浸泡
溶解
過濾
氯氣（新制氯水）氧化
萃取
分液
蒸餾
3.海水中物質提取的設計理念
海水
濃縮(富集)
含離子濃度較高的溶液
氧化或還原
粗品
提純
純品
注意：
采用綠色化工工藝與節能降低生產的成本
注重生產工藝的簡潔
綠色化學

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