1、化學6實驗化學（山東科學技術出版社）第二單元課題一實驗2-3 從海帶中提取碘海南省國興中學 吳挺拔【學習目標】一、知識與技能1.了解從海帶中提取碘的實驗原理。2. 學習從植物中分離提純無機物的一般方法。3. 學習萃取的有關原理，并掌握其操作，復習掌握過濾的原理及操作。二、過程與方法1. 通過實驗了解一般的分離提純方法在“從海帶中提取碘”實驗中的應用體驗。2. 通過將I-氧化為I2再進行萃取分離的過程，體會轉化的方法在物質分離中的應用。三、情感、態度與價值觀1. 體會從植物中提取某些成分的重要價值，增強將化學知識應用于生產、生活實踐的意識，加強STS教育，培養學生“科學態度與社會責任”的學科素養

2、。2. 通過具體物質從自然界中分離提純的實驗，培養學生“科學探究與創新意識”的學科素養。3.通過學習從植物中分離提純無機物的一般方法，建立起從實驗學習化學的方法認知模型。 教學環節技術教育內容科學史實：屠呦呦從青蒿中提取青蒿素，獲得諾貝爾生理或醫學獎 海帶制碘教學思路 學習從植物中提取有利成分的一般路線實驗設計：如何從海帶中提取碘？ 設計實驗：動手繪制流程圖實踐活動：開展從海帶中制取得到碘的實驗活動。社會現實：認識我國海帶制碘工業的發展。 了解我國海帶制碘技術的發展 開展具體的實踐操作活動【學生預習】課外閱讀材料1、材料2。 通過屠呦呦的科技發現，形成從植物中提取某些成分的技術路線。視頻引入屠

3、呦呦獲諾貝爾獎【教學環節1 】活動背景頒獎視頻屠呦呦從青蒿中提取得到青蒿素給我們的啟示呢？小組交流分享：屠呦呦從青蒿中發現青蒿素的實驗歷程。（在班級微信群中，提前給學生發送課外閱讀資料 ）【學生活動1-1】 1.屠呦呦團隊發現青蒿素過程很艱辛！ 2.青蒿素的發現是中國傳統醫藥奉獻給人類的一份禮物。 3.學習研究團隊對國家使命的責任與擔當，團結與協作，奮斗與奉獻精神。【交流分享1-1 】課外閱讀材料1課外閱讀材料2【問題1-1】從植物中提取某些成分的一般方法是什么？閱讀資料3，思考并結合小組交流討論，初步形成從植物中提取某些成分的技術路線。【學生活動1-2】【交流分享1-2】課外閱讀材料3青蒿素

4、在青蒿植物中石油醚浸泡分離提純產品從植物中提取某些成分的技術路線：目標產品確定原料確定反應原理設計反應路徑分離提純產品（有機物）（存在）（有機溶劑提取）（理論指導實踐）【總結1】 【問題1-2】如何從海帶中提取碘？（具體例子）為什么要提取碘？你了解碘的用途有哪些？【教學環節2 】實驗設計海帶中碘元素的存在形式是什么？如何將待提取物轉化為易于提取物？ 【閱讀】 課本第9頁“資料在線”【展示】海帶圖片及碘的廣泛用途【問題2-1】【問題2-2】 碘是人體生長發育不可缺少的微量元素之一。人若攝入碘量不足，會引起甲狀腺腫大病；兒童缺碘，則嚴重影響其智力發展，導致智商低下，因此，人們將碘稱為智慧元素。 經

5、常吃些海帶、紫菜等海藻類植物，可以防治甲狀腺腫大，這是由于海帶中富含碘。 看圖說話 碘缺乏的危害？碘的用處工業原料，半導體材料的研制參與人體甲狀腺素合成調節新陳代謝生長發育不可缺少的微量元素影響智力課外讀物主要成分蛋白質、糖類、脂肪、粗纖維、褐藻膠、甘露醇、維生素、有機碘化物等有機物。氯化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉、碘化鈉等無機鹽。次要成分海帶的成分資料設計從海帶中提取碘的實驗方案 根據有關研究結果表明：海帶中99.2%的碘為水溶性碘。浸出液中碘主要以I-的形式存在，占浸出總碘量的88.3%；其次為有機碘，占10.3%；IO-3的含量最少，僅占1.4%。經灼燒后，灰燼中的碘可以轉化為能溶于水的無機碘化

6、物（ I- ）。 小組根據思考問題及教師所提供的知識，展開討論交流，明確從海帶中提取碘的原理知識，并進一步得出從海帶中提取碘的實驗技術流程圖。【小組活動2-1 】資料 1.將有機物轉化為無機物常用的方法？如何將海帶中有機碘轉化為無機碘（I-）？ 2.如何將海帶灰（固體）中的無機碘轉化為水溶液中無機碘？聯系日常生活中煮中草藥的例子。 3.如何將無機碘（I-）轉化為碘單質（I2）？根據氧化還原反應原理，可加入什么試劑？教材上使用飽和氯水是否科學合理？可用什么氧化劑代替飽和氯水更好？ 【思考問題】 4.如何檢驗海帶中有碘元素的存在或如何檢驗從海帶中經過轉變得到碘單質？ 5.將海帶中的碘元素轉化為水溶

7、液中的碘單質（I2）后，如何將水溶液中的碘單質（I2）富集起來？6.如何從碘的四氯化碳溶液中得到晶體碘呢？參考資料，使用蒸餾的方法可以嗎？是否還有更好的方法？（閱讀課本第12頁“進一步探索”）將有機物轉化為無機物常用加熱分解的方法，若要將海帶中有機碘轉化為無機碘，可將海帶灼燒。 1.將有機物轉化為無機物常用的方法？如何將海帶中有機碘轉化為無機碘（I-）？ 2.如何將海帶灰（固體）中的無機碘轉化為水溶液中無機碘？聯系日常生活中煮中草藥的例子。 3.如何將無機碘（I-）轉化為碘單質（I2）？根據氧化還原反應原理，可加入什么試劑？教材上使用飽和氯水是否科學合理？可用什么氧化劑代替飽和氯水更好？ 將海

8、帶灰放入燒杯中，加入蒸餾水，加熱煮沸，冷卻后過濾。 將I-轉化為I2發生氧化反應，因此需要加入氧化劑，飽和氯水過量時，會使碘單質繼續氧化生成HIO3，可用雙氧水代替飽和氯水，且雙氧水通常稱為“綠色氧化劑”。 【思考問題】取適量經過氧化后的溶液放入試管中，再加入淀粉溶液，振蕩，溶液變藍。或加入四氯化碳，振蕩后靜置，觀察水層和四氯化碳（紫紅色）的顏色。 4.如何檢驗海帶中有碘元素的存在或如何檢驗從海帶中經過轉變得到碘單質？ 5.將海帶中的碘元素轉化為水溶液中的碘單質（I2）后，如何將水溶液中的碘單質（I2）富集起來？6.如何從碘的四氯化碳溶液中得到晶體碘呢？參考資料，使用蒸餾的方法可以嗎？是否還有

9、更好的方法？（閱讀課本第12頁“進一步探索”） 根據萃取的原理，碘單質在四氯化碳中溶解能力強，而在水中的溶解能力弱，可加入四氯化碳來萃取碘、通過分液富集碘單質。查數據可知，四氯化碳的沸點為77。C，碘在184.4。C升華，兩者相差107.4。C，這樣大的溫差，在理論上用蒸餾的方法應該可行的。但實驗表明不能用蒸餾方法充分分離四氯化碳層中的I2，因受熱時，在四氯化碳揮發的同時也有部分I2升華。工業生產實際也不是使用蒸餾的方法，而是用“反萃法”。 1.實驗原理 海帶中含有豐富的碘元素，其主要的存在形態為化合態。經灼燒后，灰燼中的碘可以轉化為能溶于水的無機碘化物。碘離子（I-）具有較強的還原性，可被氧

10、化劑氧化生成碘單質（I2）。生成的碘單質（I2）可用四氯化碳（CCl4）把它從水溶液中萃取出來。2I- + 2H+ + H2O2 = I2 + 2H2O氧化還原反應原理：2I- + Cl2 = I2 + 2Cl-【交流分享2-1 】 2.萃取的原理 利用物質在互不相溶（或微溶）的溶劑中溶解能力不同進行分離或提純的方法。例如，四氯化碳與水互不相溶，而碘單質在四氯化碳中的溶解能力比在水中的溶解能力強，如果將四氯化碳與含有碘單質的水溶液混合振蕩，碘單質就會從水中富集到四氯化碳中。 萃取劑的條件：萃取劑與溶劑互不相溶（或微溶）；溶質在萃取劑中溶解能力強。 主要儀器：分液漏斗干海帶灰 燼濁 液濾 液混合

11、液上 層下 層碘單質灼燒濾 渣水浸過濾酸化CCl4萃取分液反萃法氧化淀粉溶液完善從海帶中提取碘流程圖，從海帶中提取碘的實驗方案。小結 【小組活動2-2】小組匯報、展示實驗設計方案。從海帶中提取碘實驗操作。 利用小組事先準備好的海帶灰，按照設計的流程圖，分別進行溶解、過濾、氧化、萃取、分液、反萃法等一系列實驗操作活動。【教學環節3】實踐活動【小組活動3-1 】實驗步驟及注意事項（1）稱取樣品（預先準備）操作要點：用托盤天平稱取5.0g干燥的海帶，放入坩堝中。實驗注意事項：托盤天平的正確使用。（2）灼燒灰化（預先準備）在通風處加熱灼燒干海帶，待海帶完全灰化后，冷卻，再將灰燼轉移到小燒杯中。實驗現象

12、：灼燒灰化的過程大約需要5-6分鐘，干海帶逐漸變的更干燥、卷曲，最后變成黑色粉末或細小顆粒。期間還會產生大量白煙，并伴有焦糊味。操作要點：應在通風處加熱灼燒，或使用通風設備去除白煙和難聞的氣味。應邊加熱邊攪拌，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，應將坩堝和玻璃棒放在石棉網上冷卻，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。實驗注意事項：（3）溶解過濾實驗現象： 煮沸時固體未見明顯溶解，過濾后得到淡黃色的清亮溶液。操作要點： 向小燒杯中加入20mL蒸餾水，攪拌，煮沸2-3min，使可溶物溶解。過濾，收集濾液，棄去濾渣。應隔著石棉網加熱小燒杯中

13、的混合物。加熱過程中應不斷攪拌，加快溶解，同時防止液體受熱不均而濺出。 過濾操作應注意“一貼、二低、三靠” 。 實驗注意事項：（4）氧化及檢驗操作要點實驗現象實驗注意事項在濾液中加入10滴2molL-1H2SO4溶液，再加入2mL、6%的H2O2溶液。取出少許混合液，用淀粉溶液檢驗碘單質。加入氧化劑后溶液顏色變深，呈棕黃色。加淀粉，溶液變藍色。控制試劑的用量。檢驗碘元素應取少量樣品，不要向所有濾液中直接加淀粉溶液，否則后續實驗將無法操作。操作要點：將氧化檢驗后的余液轉入分液漏斗中，加入2mLCCl4，充分振蕩，將上口塞子打開，靜置，待完全分層后，分液。實驗現象：加入CCl4振蕩后，液體分層，且

14、下層液體顯紫紅色，上層液體幾乎無色。（5）萃取分液（富集）萃取分液視頻 a.將幾個小組同學得到碘的四氯化碳溶液合并于分液漏斗中，向其中逐滴加入40%的NaOH溶液，邊滴邊振蕩，直到四氯化碳層不顯紅色為止。 b.分液，將水層轉入燒杯中，向得到的水溶液中滴加45%的硫酸酸化，可重新生成碘單質。由于碘單質在水中的溶解度很小，可沉淀析出，分離后即可獲取固態碘單質。操作要點 a.四氯化碳層紅色褪去。 b.有沉淀析出。 實驗現象反萃法 （6）反萃法（提純）1.灼燒的作用是什么？2. 水浸時常常要將懸濁液煮沸 23min，目的是什么？3.使用雙氧水作氧化劑時，為 什么要進行酸化？合作解疑4.碘元素在整個實驗

15、過程中是如 何轉化的？1.灼燒的作用是什么？ 23min，目的是什么？加快碘化物在水中的溶解，以使灰燼中的I-盡可能多的進入溶液。 因海帶灰的浸出液中含有碳酸鈉（或碳酸鉀）等使溶液顯堿性的物質，酸化的目的是使溶液呈弱酸性，有利于氧化劑把I-氧化為I2。海帶中的碘元素是以化合態碘（無機碘和有機碘）存在，通過灼燒、浸泡加熱、氧化后，轉化為游離態碘（碘單質）。將干海帶高溫灼燒，使有機物轉化為CO2和H2O，呈氣態逸散，同時將有機碘轉化為無機碘（ I- ）。2. 水浸時常常要將懸濁液煮沸 3.使用雙氧水作氧化劑時，為 什么要進行酸化？合作解疑4.碘元素在整個實驗過程中是如 何轉化的？【教學環節4】 社

16、會現實 （課外作業延伸） 認識我國海帶制碘工業的發展【上網查詢】我國海帶碘工業的發展歷史。【問題4-1 】我國海帶制碘工業如何從無到有，從中可以獲得哪些啟示？【問題4-2 】工業生產與實驗設計流程之間的區別及原因。【問題4-3 】通過思考，深入分析工業生產技術與實驗室制取物質的區別與聯系。中國海帶之父曾呈奎世界著名的海洋生物學家、我國海藻學研究的奠基人。他的一系列原創性研究，使我國海帶養殖從零一躍成為世界第一 。 先后發明人工海帶夏苗低溫培育、海帶施肥增產、海帶南移養殖等技術，使冷溫帶的海帶在我國北方溫帶海域、南方暖溫帶和亞熱帶海域都能進行大規模人工養殖。 “海洋科技要走自主創新之路” “我要給人們飯桌上添幾道菜”“我的海洋事業在中國”【練習】海帶中含有豐富的碘。為了從海帶中提取碘，某研究性學習小組設計并進行了以下實驗：請填寫下列空白：海藻灼燒海藻灰海藻灰懸濁液含碘離子溶液含碘水溶液含碘苯溶液浸泡 MnO2+ 稀H2SO4提取碘 單質碘運用擴展 （1）步驟灼燒海帶時，除需要三腳架外，還需要用到的實驗儀器是 ( ) （從下列儀器中選出所需的儀器，用標號字母填寫在空白處）。A燒杯 B坩堝 C表面皿 D泥三角 E酒精燈 F干燥器（2）步驟的實驗操作名稱是 ；步驟的目的是從含碘苯溶液中分離出單質碘和回收苯，該步驟的實驗操作名稱是 。（3）步驟反應的離