高三無機(jī)實驗物質(zhì)分類：海帶提碘 、海水提溴(教師版)

1、精銳教育學(xué)科教師輔導(dǎo)教案學(xué)員編號： 年 級：高三 課 時 數(shù)：3學(xué)員姓名： 輔導(dǎo)科目：化學(xué) 學(xué)科教師：課程主題： 海帶中提碘、海水中提溴授課時間：學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解海水提溴、提碘的流程。2. 學(xué)習(xí)提取過程中的實驗操作及原理。教學(xué)內(nèi)容物質(zhì)的分離：海帶中提取碘氣的制備知識精講一、實驗背景 碘不僅是重要的工業(yè)原料，而且是動物和人體必需的元素，碘在人體內(nèi)用于合成甲狀腺素，調(diào)節(jié)新陳代謝。 碘在地殼中的含量為310-5%。自然界中并不存在游離態(tài)的碘，獨立的礦物也很少，只有碘酸鈣礦。碘的主要來源：智利硝石中含有0.2%碘酸鈉，智利硝石在提取硝酸鈉以后，其母液中約含有3%碘酸鈉。海水中碘的濃度盡管很低，只有一億

2、分之五，但是總量卻很大，特別是海帶、馬尾藻的那個藻類植物有很高的的富集碘的本領(lǐng)。一般干海帶里含碘0.3%0.5%，有的可高達(dá)1%，比海水中含碘的濃度高出十幾萬倍。所以通常從海帶或馬尾藻中提取碘。 工業(yè)制備碘的方法空氣吹出法、碘化亞銅沉淀法、活性炭吸附法、淀粉吸附法、硝酸銀或硫酸銅沉淀法、離子交換樹脂法等二、實驗用品 試管、100 mL燒杯（2只）、瓷坩堝（或鐵坩堝）、漏斗、分液漏斗、鐵架臺（帶鐵圈）、酒精燈（或酒精噴燈、煤氣燈）、坩堝鉗、托盤天平、泥三角、玻璃棒、濾紙、剪刀、火柴。氯水（新制）、1%淀粉溶液、四氯化碳、蒸餾水、干海帶。三、實驗內(nèi)容1準(zhǔn)備 用布擦掉干海帶表面的泥沙等雜質(zhì)，用剪刀將

3、海帶剪碎（便于灼燒）。2稱量 稱取約5 g干海帶，放入瓷坩堝內(nèi)，在鐵架臺的鐵圈上放置泥三角，再將坩堝放在泥三角上。3灼燒 開始時用酒精燈小火加熱，并用玻璃棒小心翻動。待水氣蒸干，再集中加熱、灼燒，直到無煙、海帶全部變成灰為止。4溶解 待坩堝冷卻，然后將海帶灰轉(zhuǎn)移到燒杯中，加入10mL水，攪拌1 min（必要時可微熱），加速碘化物的溶解。5過濾 將海帶灰中的浸出液過濾，收集濾液。如果濾液渾濁，則再過濾一次。6檢驗 在試管中取1 mL溶液，加2滴淀粉溶液，再逐滴加入氯水，觀察到_， 證明_。7萃取在試管中取6 mL濾液，加入1 mL四氯化碳，再逐滴加入氯水，并不斷振蕩，觀察到_。幾個實驗小組將上述

4、液體一起注入分液漏斗中，進(jìn)行分液，得到碘的四氯化碳溶液，集中倒入回收瓶中。 曬干灼燒坩堝、坩堝鉗、泥三角、酒精燈、玻璃棒、三腳架過濾普通漏斗、燒杯、玻璃棒、鐵架臺（帶鐵圈）氧化（適量氯水）萃取、分液分液漏斗、燒杯、鐵架臺（帶鐵圈）（減壓）蒸餾蒸餾燒瓶、溫度計、冷凝管、酒精燈、石棉網(wǎng)、承接管、錐形瓶、燒杯、鐵架臺（鐵圈、鐵夾）【思考和討論】1海帶中提取碘的基本化學(xué)原理是什么？除了上述實驗中用氯水作氧化劑外，還可以用其他試劑作氧化劑嗎？ 雙氧水、高錳酸鉀、溴水等氧化性大于碘單質(zhì)的試劑，但是實驗室很少使用雙氧水，究其原因：H2O2價格相對較貴雙氧水的量不容易控制，容易過量：5H2O2 + I2 2H

5、IO3 + 4H2O，而高錳酸鉀做氧化劑因為顏色較深，不便于后期的觀察和提純，所以實驗室一般選擇的是氯水 2用分液漏斗來進(jìn)行萃取或分液時要注意些什么？為什么能用四氯化碳來萃取碘水中的碘，其作用是什么？漏斗內(nèi)加入的液體量不能超過容積的3/4。為防止雜質(zhì)落入漏斗內(nèi)，應(yīng)蓋上漏斗口上的塞子。放液時，磨口塞上的凹槽與漏斗口頸上的小孔要對準(zhǔn)，這時漏斗內(nèi)外的空氣相通，壓強(qiáng)相等，漏斗里的液體才能順利流出。分液漏斗不能加熱。四氯化碳和水互不相溶，且碘在四氯化碳中的溶解度比在水中的溶解度大很多，其作用是萃取提純碘碘單質(zhì)3 實驗中將海帶灼燒成灰的作用是什么？通過灼燒將海帶中的碘元素轉(zhuǎn)化為I-從而便于后續(xù)的溶解 除雜

6、等操作。4在檢驗濾液中的微量I-時，為什么不宜先加氯水，再加淀粉溶液檢驗？過量的氯水會把單質(zhì)碘氧化成無色的碘酸：I2+5Cl2+6H2O2HIO3+10HCl，所以淀粉溶液最后加的會無法準(zhǔn)確的判定氯水什么時候?qū)-完全氧化I2。5為了確定在20 mL海帶提取液中加多少毫升氯水，恰好能使全部碘離子全部氧化成單質(zhì)碘，設(shè)計一個實驗方法并說明理由。取20ml海帶提取液裝入錐形瓶中，并滴加幾滴品紅溶液。將新制氯水倒入酸式滴定管，滴定海帶提取液，直到錐形瓶內(nèi)溶液紅色褪去（品紅已被新制氯水氧化），滴定完全。記錄滴定前后新制氯水的用量，計算。三、實驗注意事項1灼燒 應(yīng)在通風(fēng)處加熱灼燒，或使用通風(fēng)設(shè)備去除白煙和

7、難聞的氣味。 應(yīng)邊加熱邊攪拌，用坩堝鉗夾持坩堝，玻璃棒小心攪拌，使海帶均勻受熱，加快灰化的速度。 灼燒完畢，應(yīng)將坩堝和玻璃棒放在石棉網(wǎng)上冷卻，不可直接放在冷的實驗臺上，防止溫度很高的坩堝驟冷而破裂2氧化及檢驗 控制試劑的用量。 檢驗碘元素應(yīng)取少量含I-的濾液，不要直接向濾液中直接加淀粉溶液，否則濾液會被污染使得后續(xù)實驗將無法操作。3萃取 漏斗內(nèi)加入的液體量不能超過容積的3/4。 為防止雜質(zhì)落入漏斗內(nèi)，應(yīng)蓋上漏斗口上的塞子。例題解析1. 下列儀器名稱正確的是（ ）A 三腳架 B表面皿 C鑷子 D瓷鉗鍋答案：B2.從海帶中提取碘的實驗過程中，涉及到下列操作，其中正確的是（ ） A海帶灼燒成灰 B過

8、濾得含I溶液 C放出碘的苯溶液 D分離碘并回收苯答案：D3下列裝置可達(dá)到實驗?zāi)康氖?A證明酸性：醋酸碳酸苯酚B制備乙酸丁酯C苯萃取碘水中I2，分出水層后的操作D用NH4Cl飽和溶液制備NH4Cl晶體【答案】B4.海帶含有豐富的碘，為了從海帶中提取碘，設(shè)計并進(jìn)行以下實驗： 海帶海帶灰海帶灰懸濁液含碘離子溶液含碘水溶液水層苯層單質(zhì)碘（3） 灼燒（4） 浸泡（5）（6）（7）（8）新制氯水苯 完成下列填空：（1）步驟灼燒海帶時，不需要用到的儀器是 （選填編號）（2）步驟的操作名稱是 ；步驟的操作名稱是 。（3）步驟所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。（4）步驟中不能用酒精代替苯的理由是 。（5）檢驗提取碘后

9、的水層是否還含有單質(zhì)碘的方法是 。答案：（1） c （2）過濾 ； 萃取 （3）2 I+ Cl2 2Cl+I2 （4）酒精與水互溶 （5）取樣，滴入淀粉溶液，若溶液變?yōu)樗{(lán)色，則存在單質(zhì)碘；若溶液不為藍(lán)色，則不存在單質(zhì)碘。5有如下流程：27CCl4含有 （12） 鍵的 （13） 分子（均選填“極性”或“非極性”）28灼燒海帶時除需要三腳架、酒精燈、泥三角外，還需要的主要儀器是 （14） 。29為更好地完成實驗，灼燒海帶時，需加入一定量的氫氧化鈉充分混合后再灼燒，此操作的目的是 （15） 30向盛有KI溶液的試管中加入少許CCl4和氯水， （16） （填“上”或“下”）層呈紫紅色。如果氯水加過量，

10、CCl4層會由紫紅色變成無色。整個過程中被氧化的微粒是 （17） 。寫出并配平CCl4層由紫色變成無色的化學(xué)反應(yīng)方程式：HIO3（18） + （19） + （20） （21） + （22） 【答案】題號序號答案分值（二）（12）極性1分（13）非極性1分（14）坩堝、玻璃棒、坩堝鉗（兩個就給分）2分（15）減少碘的損失（碘易與氫氧化鈉反應(yīng)，可加入一定量的氫氧化鈉充分混合后再灼燒，可減輕碘的損失）2分（16）下1分（17）I2、I-2分（18）I2分（19）5Cl22分（20）6H2O（21）2（22）10HCl知識延伸一、萃取1原理利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度不同的性質(zhì)，用一種溶劑（CCl

11、4、苯、汽油等）把溶質(zhì)（X2）從它與另一種溶劑（水）組成的溶液里提取出來，這種方法叫萃取?！咀⒁狻?（1）兩種溶劑互不相溶（2）萃取劑與溶質(zhì)不反應(yīng) （3）溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度遠(yuǎn)大于原溶劑 （4）密度相差大，便于分層 儀器：分液漏斗、燒杯操作：檢漏裝液振蕩靜置分液（打開上口玻璃塞）取液： 下層液體：從下部放出 上層液體：待下方液體放完后，從漏斗上口倒出上層液體二、如何從碘的四氯化碳溶液中提取碘單質(zhì)反萃取法1在碘的四氯化碳溶液中逐滴加入適量40NaOH溶液，邊加邊振蕩，直至四氯化碳層不顯紅色為止。碘單質(zhì)反應(yīng)生成I-和IO3-進(jìn)入水中。 （方程式為3I2+6OH- 5I-+ IO3-+3H2O）2

12、分液，將水層轉(zhuǎn)移入小燒杯中，并滴加45%的硫酸酸化，可重新生成碘單質(zhì)。由于碘單質(zhì)在水中的溶解度很小，可沉淀析出。 （方程式為5I-+ IO3-+ 6H+ 3 I2+3H2O）3過濾，得到碘單質(zhì)晶體（常溫下，碘的溶解度為0.02g/100g水）。三、海水中提取溴1海水提溴（1） 海水中溴的濃度比較低，怎么辦？ 因此我們利用的是將海水濃縮曬鹽和提取氯化鉀之后的苦鹵進(jìn)行溴的提取。（2）我們需要的是游離態(tài)的單質(zhì)溴，而海水中的溴是以什么形態(tài)存在的呢？我們怎么將這種形態(tài)的溴轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)溴呢？海水中的溴是以化合態(tài)Br的形式存在加入氧化劑，如：Cl2 + 2Br 2Cl + Br2。（3）海水呈堿性，在通氯氣前

13、應(yīng)對海水做怎樣的處理？如果直接通氯氣會怎樣呢？在通入氯氣之前需要用硫酸酸化，若未用硫酸酸化，則通入氯氣后氯氣會和溶液中的氫氧根反應(yīng)（Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O）;從而造成氯氣會有損耗，原料利用率下降。（4）得到的單質(zhì)溴仍然溶解在海水中，如何將溴從海水中提取出來呢? 熱空氣或熱的水蒸氣吹出。（5）為什么要將溴蒸氣的出口溫度控制在7080？溫度過高或過低會有什么影響？溫度過低，不能讓溴充分地?fù)]發(fā)，降低產(chǎn)率。溫度過高，大量的水蒸氣也隨溴一起揮發(fā)，產(chǎn)品 的純度下降。（6）海水中提取溴的流程如圖所示： （7）寫出步驟的化學(xué)方程式。 Br2 SO2 2H2O 2HBrH2SO4。（8）為什么

14、不直接用含溴的海水進(jìn)行蒸餾得到液溴，而要經(jīng)過“空氣吹出、SO2吸收、氯化”?氯化后的海水雖然含有溴單質(zhì)，但濃度低，如果直接蒸餾原料，耗時耗能，成本高。 “空氣吹出、SO2吸收、氯化”的過程實際上是一個Br2的濃縮過程。 （9）為什么不直接將含溴的空氣冷凝得到液溴，而需要進(jìn)行“SO2吸收、氯化”？ 此時的含溴空氣中所含水蒸氣的含量比較大，直接冷凝的話所得液溴的含量還是較低，所以需要進(jìn)一步的富集。（10）步驟也可以用純堿溶液吸收單質(zhì)溴，步驟再以硫酸酸化，化合態(tài)的溴又轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì)。寫出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式。 3CO32 +3Br25Br + BrO3+3CO2BrO3 +5Br+6H+ 3Br2+3

15、H2O （11）溴微溶于水，步驟中溴蒸氣冷凝后得到液溴與溴水的混合物，可利用它們的相對密度相差很大的特點進(jìn)行分離。分離儀器的名稱是_，分離時液溴從分離器的_排出，而溴水則可以循環(huán)在利用。分液漏斗、下端。（12）海水中提取溴的流程如圖所示： 2提溴小結(jié) 綜上所述，海水中提溴的過程可以簡化如下： 例題解析1已知粗碘中含有的IBr和ICl受熱都會升華，若先在粗碘中加入下列物質(zhì)中的一種再加熱，就可制得純凈的碘。該物質(zhì)是 A KI BH2O CZn DNaCl答案：A2.完成下列實驗所選擇的裝置正確的是 （ ） 答案：A3.海水中蘊含著豐富的化學(xué)資源，下圖為海水利用的部分過程。有關(guān)說法正確的是（ ） A

16、A物質(zhì)是碳酸鈉B利用氯堿工業(yè)可以獲得燒堿、氯氣、氫氣、鹽酸等化工產(chǎn)品C通過電解MgCl2溶液可以得到MgD步驟可以用FeCl3氧化Br答案：B總結(jié)回顧 課后作業(yè)1. 甲狀腺腫大的病人需要多吃海帶，這是因為海帶中含有較多的（ ）A. 氯元素B. 鈉元素C. 碘元素D. 鐵元素答案:C2.海水中含量最多的鹵素是（ ） A. 氟 B. 氯 C. 溴 D. 碘答案:B3.從海水中可以提取溴，主要反應(yīng)為：，下列說法正確的是（ ）A. 溴離子具有氧化性B. 氯氣是還原劑C. 該反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)D. 氯氣的氧化性比溴單質(zhì)強(qiáng)答案：D4.海帶提碘實驗中，不會用到的裝置是（ ）答案：D5下列裝置不能達(dá)到除雜目的

17、（括號內(nèi)為雜質(zhì)）的是A. 乙烷（乙烯） B. 苯（甲苯） C. 溴苯（CaO） D. I2（CCl4）答案：B6對化工生產(chǎn)認(rèn)識正確的是 A海水提溴：一般需要經(jīng)過濃縮、氧化、提取三個步驟 B合成氯化氫：通入H2的量略大于Cl2，可以使平衡正移 C合成氨：采用500的高溫，有利于增大反應(yīng)正向進(jìn)行的程度 D侯德榜制堿法：析出NaHCO3的母液中加入消石灰，可以循環(huán)利用NH3答案：A7中學(xué)實驗室為完成下列實驗通常選擇的裝置正確的是ABCD實驗用CCl4萃取溴水中的溴從NaCl與I2的混合物中回收I2制備與收集二氧化硫制備乙酸丁酯裝置答案：A8.工業(yè)上以濃縮海水為原料提取溴的部分流程如下：已知：3Br2

18、3CO32-5BrBrO 3CO2。(1)反應(yīng)釜1中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 （20） 。(2)中通入熱空氣的目的是 （21） ； 上述流程中，步驟 的目的是 （22） 。(3)在實驗室中完成操作 時，常用的儀器除了酒精燈、錐形瓶、溫度計、接收器、接液管、石棉網(wǎng)及必要的夾持儀器，還需要的玻璃儀器有 （23） 、 （24） 。(4)蒸餾后廢液為Na2SO4溶液，從該溶液中提取芒硝（Na2SO4.10H2O）的實驗操作依次是 （25） 。(5)檢驗Na2CO3吸收Br2后的溶液中是否含有CO32-。請設(shè)計相關(guān)實驗方案?？晒┻x擇的試劑有：稀硫酸、四氯化碳、澄清石灰水。 （26） 。答案：(1)（20）

19、Cl2+2Br-Br2+2Cl-（2分）；(2)（21）盡可能地吹出溶液中的溴；（22）富集海水中的溴（4分）；(3)（23）冷凝管 （24）蒸餾燒瓶（4分）；(4)（25）蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌（2分）； (5)（26）取燒瓶B中的溶液適量，加入澄清石灰水，若變渾濁，則說明有CO32-（或取樣，加入過量的稀硫酸酸化；將酸化后產(chǎn)生的氣體通入盛有四氯化碳的洗氣瓶；再通入澄清石灰水，若變渾濁，則說明有CO32-。）（3分）。9.目前從海水提溴（Br2）大致有以下步驟。（1）向濃縮的海水中通入某種氣體，將海水中的Br氧化為Br2，該氣體是_。（2）用熱空氣將Br2從上述溶液中吹出，并由濃Na2CO3溶液吸收，轉(zhuǎn)變?yōu)镹aBr、NaBrO3。1moL Br2需消耗Na2CO3_moL。（3）再將所得混合溶液用稀硫酸酸化，得到濃度較高的溴水，配平該反應(yīng)的離子方程式。_Br+_ BrO3+_H+_ Br2+_H2O答案：（1）Cl2（2分）（2）1 （2分）（3）5 1 633（2分）10. 世界上絕大部分鹵素都存在于海洋。海水呈微堿性，海水曬鹽可以得到粗鹽和鹵水