微項(xiàng)目海帶提碘課件高一下學(xué)期化學(xué)

微項(xiàng)目

海帶提碘與海水提溴

——體驗(yàn)元素性質(zhì)遞變規(guī)律的應(yīng)用魯科海洋中蘊(yùn)藏著豐富的化學(xué)資源

浩瀚的海洋里蘊(yùn)藏著豐富的化學(xué)資源。我國(guó)大陸海岸線長(zhǎng)達(dá)18000km，海島海岸線長(zhǎng)達(dá)14000km，這為我國(guó)開(kāi)發(fā)利用海洋化學(xué)資源提供了良好的自然條件。目前，我國(guó)利用海洋資源獲取鉀、鎂、溴、氯、碘等元素已形成規(guī)模?！舅伎肌繛槭裁催x擇海帶作為提取碘的原料？海水作為提溴的原料？海洋中蘊(yùn)藏著豐富的化學(xué)資源海水中主要元素的含量海水中的碘特別的稀少，海帶和海藻里面含有豐富的碘元素。其中海帶產(chǎn)量高、價(jià)格低，所以常用海帶作提取碘單質(zhì)的原料。海水中的溴相對(duì)較多，常直接從海水里提取溴。

微項(xiàng)目

海帶提碘

——體驗(yàn)元素性質(zhì)遞變規(guī)律的應(yīng)用魯科原料或廢棄物主產(chǎn)物副產(chǎn)物預(yù)處理目標(biāo)產(chǎn)物操作或反應(yīng)操作或反應(yīng)......副產(chǎn)品副產(chǎn)物原料預(yù)處理物質(zhì)轉(zhuǎn)化分離提純生產(chǎn)條件的選擇和控制反應(yīng)原理核心反應(yīng)獲得產(chǎn)品工藝流程明確核心元素的存在形式（價(jià)態(tài)、狀態(tài)）明確核心元素的存在形式（價(jià)態(tài)、狀態(tài)）任務(wù)一：原料的預(yù)處理閱讀課本P30頁(yè)，思考下列問(wèn)題：1.海帶紫菜中的碘以什么形式存在？2.海帶灼燒的目的是什么？灼燒海帶可以分解除去其中的有機(jī)化合物以碘化物（離子）形式存在【思考】（1）灼燒海帶時(shí)用到哪些儀器？（2）第②步獲取含I－溶液的操作名稱(chēng)是什么？任務(wù)一：原料的預(yù)處理坩堝、坩堝鉗、三角架、泥三角、酒精燈過(guò)濾：一貼、二低、三靠任務(wù)一：原料的預(yù)處理“富集”：從海帶中提取資源時(shí)要先進(jìn)行原料預(yù)處理，使目標(biāo)元素濃度提高，并且起到除雜的作用。任務(wù)二：核心反應(yīng)（物質(zhì)轉(zhuǎn)化）含I2溶液氧化在選擇氧化劑從氧化碘離子（I?）中提取碘（I?）時(shí)，需考慮以下因素：氧化能力：氧化劑的氧化能力需足以將I?氧化為I?。反應(yīng)條件：如pH值、溫度等。副反應(yīng)：避免產(chǎn)生不必要的副產(chǎn)物。成本和安全性：經(jīng)濟(jì)性和操作安全性。任務(wù)二：核心反應(yīng)（物質(zhì)轉(zhuǎn)化）含I2溶液氧化氯水或H2O2常見(jiàn)氧化劑酸性高錳酸鉀氯水過(guò)氧化氫溶液氧化能力強(qiáng)，能在酸性條件下將I?氧化為I?適中，能在酸性或中性條件下將I?氧化為I?強(qiáng)，能迅速將I?氧化為I?反應(yīng)條件需酸性環(huán)境（如稀硫酸）適用pH范圍廣需控制氯氣用量，避免過(guò)度氧化。副反應(yīng)可能過(guò)度氧化生成IO??較少，副產(chǎn)物為水可能生成ICl或IO??成本原料與操作成本均較高綜合成本最低

原料低但操作成本高安全性強(qiáng)氧化性、毒性、環(huán)境殘留高濃度腐蝕性，但低毒環(huán)保劇毒、腐蝕性、副產(chǎn)物致癌風(fēng)險(xiǎn)任務(wù)二：核心反應(yīng)（物質(zhì)轉(zhuǎn)化）【思考】氧化后溶液中的碘單質(zhì)濃度很低，如何將碘單質(zhì)從溶液中提取出來(lái)？【材料】單質(zhì)碘呈紫黑色晶體，易升華（碘單質(zhì)的沸點(diǎn)184.35℃，碘單質(zhì)在45℃左右開(kāi)始生化，到77℃升華完畢），有毒性和腐蝕性，可溶于水，易溶于有機(jī)溶劑（如四氯化碳等）。含I2溶液氧化氯水或H2O2任務(wù)三：獲取產(chǎn)品從溶液中提取碘單質(zhì)，起到富集I2的作用任務(wù)三：獲取產(chǎn)品碘水中加入的四氯化碳溶液稱(chēng)作萃取劑。1、萃取劑和原溶劑互不相溶、不反應(yīng)；2、萃取劑和溶質(zhì)互不發(fā)生反應(yīng);3、溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度遠(yuǎn)大于在原溶劑中的溶解度。萃取劑的選擇原則：任務(wù)三：獲取產(chǎn)品萃取與分液利用某種溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑里溶解能力的不同,用一種溶劑(萃取劑)將其從原溶劑中提取出來(lái)的方法。萃取后，可以用分液漏斗將上述兩種溶液分開(kāi)，從而達(dá)到提取某物質(zhì)的目的。方法引導(dǎo)加萃取劑振蕩?kù)o置分層分液分液漏斗使用前必須檢查是否漏液，方法是：（1）關(guān)閉分液漏斗下部的活塞，注入適量的水，靜置，沒(méi)有水流下，說(shuō)明活塞處不漏水；（2）塞上分液漏斗上部的玻璃塞，倒置，觀察是否漏水，若不漏水，正立后把玻璃塞旋轉(zhuǎn)180°，再倒置觀察是否漏水，如不漏水，則玻璃塞處不漏水。任務(wù)三：獲取產(chǎn)品任務(wù)三：獲取產(chǎn)品萃取分液的操作步驟：試漏加入試劑振蕩?kù)o置分液注意事項(xiàng)①振蕩時(shí)，要不時(shí)的旋開(kāi)活塞放氣，以防止分液漏斗內(nèi)壓強(qiáng)過(guò)大引起危險(xiǎn)②分液時(shí)，要將漏斗下端管口緊貼燒杯內(nèi)壁，使液體順利流下③下層液體要從下口放出，恰好流盡時(shí)及時(shí)關(guān)閉活塞，防止上層液體流出④上層液體要從上口倒出，保證上層液體盡量少地沾附下層液體浸取過(guò)濾氧化萃取分液【思考】如何分離碘單質(zhì)、四氯化碳溶液獲得碘單質(zhì)固體？【材料】物理性質(zhì)沸點(diǎn)揮發(fā)性碘184.3℃常溫下易升華四氯化碳76.8℃易揮發(fā)任務(wù)三：獲取產(chǎn)品分離提純蒸餾法揮發(fā)法5I-+IO3-+6H+

=3I2+3H2O任務(wù)三：獲取產(chǎn)品反萃取法的優(yōu)點(diǎn)：1、高效分離：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將碘從有機(jī)相轉(zhuǎn)移到水相，分離效率高。

2、操作簡(jiǎn)單：只需加入還原劑并振蕩分液漏斗即可完成分離。3、環(huán)保：四氯化碳可以回收再利用，減少環(huán)境污染。

“海帶提碘”過(guò)程中關(guān)鍵的一步就是選取合適氧化劑把I-轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的單質(zhì)，在實(shí)際生產(chǎn)中，我們利用了同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律，選取氯氣作為氧化劑，實(shí)現(xiàn)了對(duì)海洋資源的開(kāi)發(fā)利用，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

元素性質(zhì)遞變規(guī)律在實(shí)際生產(chǎn)和生活中的使用也是非常廣泛的，大家在以后的學(xué)習(xí)中慢慢體會(huì)。反萃取碘單質(zhì)浸取過(guò)濾氧化萃取工藝流程原料預(yù)處理目的研磨、攪拌浸出（水浸、酸浸、堿浸）灼燒分離提純方法物理性質(zhì)溶解性差異熔沸點(diǎn)不同化學(xué)性質(zhì)原料浸取沉淀氧化還原加熱分解通電電解增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率物理溶解，或與浸取液接觸反應(yīng)，除去不溶物，可溶性離子進(jìn)入溶液除去可燃性雜質(zhì)，或原料的初步轉(zhuǎn)化過(guò)濾、結(jié)晶、鹽析、吹出、萃取分液冷凝、升華、分餾酸浸（可除SiO2）、堿溶（可除Al及其化合物）加沉淀劑、調(diào)節(jié)pH、利用雙水解加入氧化劑、還原劑（關(guān)注既可以做氧化劑又可以做還原劑的H2O2)熱穩(wěn)定性差的或氫氧化物受熱分解離子放電順序不同工藝流程中關(guān)鍵步驟生產(chǎn)條件的選擇和控制目的反應(yīng)物用量或濃度加入氧化劑或還原劑加入沉淀劑控制溶液的pH控制反應(yīng)的溫度適當(dāng)提高濃度，提高浸取率、反應(yīng)更充分、提高反應(yīng)速率、平衡移動(dòng)生成金屬氫氧化物，除雜；抑制鹽類(lèi)水解；促進(jìn)鹽類(lèi)水解生成沉淀，過(guò)濾分離反應(yīng)速率的快慢；化學(xué)平衡移動(dòng)；物質(zhì)溶解度大小；物質(zhì)分解與否；催化劑的催化效果；防止副反應(yīng)發(fā)生等轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物價(jià)態(tài)；除雜轉(zhuǎn)化為沉淀當(dāng)堂練習(xí)1．判斷正誤(1)萃取碘水中的碘單質(zhì)，可以用酒精作萃取劑(

)(2)用CCl4萃取碘水中的碘，下層呈紫色(

)(3)分液漏斗使用前需洗滌并檢漏(

)(4)從海帶中提取碘時(shí)，將干海帶放入蒸發(fā)皿中灼燒(

)(5)碘單質(zhì)中混有NaCl或NH4Cl固體，均可用升華法提純(）×√√××當(dāng)堂練習(xí)2．關(guān)于萃取與分液，下列說(shuō)法正確的是(

)A．可用四氯化碳萃取碘酒中的碘單質(zhì)B．分液過(guò)程中放出下層液體時(shí)，應(yīng)打開(kāi)上方的玻璃塞，并使下端管口緊貼燒杯內(nèi)壁C．分液時(shí)，下層液體全部流出后，換另一個(gè)燒杯，將上層液體繼續(xù)放出D．分液漏斗在使用前只需檢查旋塞處是否漏水即可B3．海洋植物中富含一種人體必需的微量元素——碘。實(shí)驗(yàn)室模擬從海帶中提取碘單質(zhì)的流程圖如下：(1)提碘的原料一般選擇海帶或海藻，是因?yàn)開(kāi)_________________________。(2)灼燒海帶需要在_____中進(jìn)行。(3)若從綠色化學(xué)角度考慮，①處選Cl2不好的原因是_________________________。(4)操作Ⅰ中，實(shí)驗(yàn)室可用如圖儀器將I2富集到有機(jī)溶液X，該步操作的名稱(chēng)為_(kāi)_______；如圖中所選用的有機(jī)溶劑可以是________(填字母)。a．酒精b．醋酸c．四氯化碳d．苯海帶或海藻中碘元素的含量高，且原料便宜坩堝氯氣有毒，易造成空氣污染萃取、分液

c(5)操作Ⅰ中具體實(shí)驗(yàn)步驟：A．把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺(tái)的鐵圈中；B．檢驗(yàn)分液漏斗旋塞和上口的瓶塞是否漏液；C．把20mL碘水與5mL四氯化碳加入分液漏斗中，并蓋好玻璃塞；D．倒轉(zhuǎn)漏斗振蕩，并不時(shí)旋開(kāi)活塞放氣，最后關(guān)閉活塞，把分液漏斗放正；E．旋開(kāi)活塞，用燒杯接收下層溶液；F．將分液漏斗上口的玻璃塞打開(kāi)或使塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)分液漏斗口上的小孔；G．從分液漏斗上口倒出上層溶液；H．靜止、分層。實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序?yàn)開(kāi)______→_______→_______→A→H→_______→_______→_______。(6)為尋找氯水的替代品，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)來(lái)證明H2O2能否代替氯水。實(shí)驗(yàn)操作：將H2O2作為氧化劑加入溶液A中，取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，________________，則證明H2O2能代替氯水。請(qǐng)寫(xiě)出此反應(yīng)的離子方程式：_