第1章

原子結構元素周期律

微項目海帶提碘與海水提溴素養目標1.以海帶提碘和海水提溴的生產實際,體會元素周期律、元素周期表在分析、解決實際問題中的應用價值。2.以海帶提碘和海水提溴為例,形成物質分離、富集、提取的基本思路。3.以海帶提碘為例了解萃取與分液,知道萃取與分液的原理,同時學會分液漏斗的使用方法。培養動手操作能力和學習興趣,同時培養科學態度與社會責任的化學學科核心素養。學習要點兩個重要的提取:海帶提碘、海水提溴。兩個原理:2I-+Cl2===I2+2Cl-(2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O)、Cl2+2Br-===2Cl-+Br2。三個原則:萃取劑選擇的三個原則一個注意事項:分液漏斗使用的注意事項。知識點一海帶提碘基礎落實?必備知識全過關一、海帶提碘1.碘單質的物理性質常溫、常壓下,碘單質是

色固體,

溶于水,

溶于有機溶劑,易升華。

2.從海帶中提取碘的原理(1)選取氧化劑將I-氧化為碘單質。在實驗室里,從海帶中提取碘單質包括

四個步驟。其中,將I-氧化為碘單質是提取的關鍵步驟。

紫黑

微易浸取、過濾、氧化、萃?、偃暨x取氯水將I-氧化為碘單質,反應的離子方程式為

。

②若選取溴水將I-氧化為碘單質,反應的離子方程式為

。

③若選取H2O2酸性溶液將I-氧化為碘單質,反應的離子方程式為

。

(2)將溶液中的碘單質用苯或CCl4萃取、分液。2I-+Cl2===I2+2Cl-2I-+Br2===I2+2Br-

2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O3.從海帶中提取碘的實驗流程

4.海帶提碘的實驗探究(1)實驗目的:以海帶灰為原料,提取碘單質。(2)實驗原理:

。

2I-+Cl2===I2+2Cl-正誤判斷(1)用CCl4萃取碘水中的碘,下層呈紫紅色。(

)(2)分液漏斗使用前需洗滌并檢漏。(

)(3)從海帶中提取碘時,將干海帶放入蒸發皿中灼燒。(

)(4)碘單質中混有NaCl或NH4Cl固體時,均可用升華法提純。(

)(5)將I-氧化為I2,利用了I-的還原性。(

)√√××√

深度思考(1)可否用酒精萃取碘水中的碘?(2)灼燒海帶時用到哪些儀器?提示

不能。酒精與水混溶。萃取劑選擇需要遵循三個原則:①與原溶劑不互溶、不反應;②與溶質不發生反應;③溶解度有明顯差異(溶質在萃取劑中的溶解度遠大于在原溶劑中的溶解度)。提示

坩堝、坩堝鉗、三腳架、泥三角、酒精燈、玻璃棒。

知識拓展常見的萃取劑(1)苯、汽油(或煤油):難溶于水,密度比水小;(2)CCl4:難溶于水,密度比水大。(3)實驗方案的設計及實施。實驗步驟實驗現象解釋①將海帶沖洗干凈,用剪刀將海帶剪成塊狀,用酒精潤濕(便于灼燒)后,放在坩堝中,灼燒灰化海帶變成黑色粉末或小顆粒,后期產生大量白煙將海帶中的碘元素轉化為可溶于水的無機碘化物實驗步驟實驗現象解釋②將海帶灰轉移到小燒杯中,再向燒杯中加入10mL蒸餾水,攪拌,煮沸2~3min,過濾可溶物溶解使海帶灰中的碘元素以碘離子的形式進入溶液③氧化。向濾液中加入1mL新制氯水,或者加適量的過氧化氫溶液溶液變成棕黃色2I-+Cl2===2Cl-+I2或2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O④萃取、分液。將氧化后的溶液轉移至分液漏斗中,加入四氯化碳振蕩、靜置液體分為兩層,上層接近無色,下層呈紫紅色;下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出碘在四氯化碳中的溶解度較大,碘溶解在四氯化碳中得紫紅色溶液二、萃取與分液1.萃取與分液(1)萃取是利用某種溶質在兩種互不相溶的溶劑里

的不同,用一種溶劑將其從原溶劑中提取出來的方法。加入的溶劑稱為

。

(2)分液是利用分液漏斗把

的兩種液體分開的操作。分液操作一般與萃取結合使用。

溶解能力萃取劑互不相溶2.萃取與分液操作(以CCl4萃取碘水中的碘為例)下層液體要從下口放出,上層液體要從上口倒出

3.萃取劑必須具備的三個條件(1)萃取劑和原溶劑互不相溶、不反應;(2)萃取劑和溶質不發生反應;(3)溶質在萃取劑中的溶解度遠大于在原溶劑中的溶解度。4.用反萃取法從碘的四氯化碳溶液中提取碘(1)采用反萃取法得到碘單質的具體步驟(2)提取過程的相關反應①加入濃NaOH溶液時發生反應的離子方程式:

。

②加入45%的H2SO4溶液時發生反應的離子方程式:

。

(3)這種將富集在四氯化碳中的碘單質利用化學轉化法重新富集在水中的方法即為反萃取法。重難突破?能力素養全提升探究角度1海帶提碘例1(2024山東菏澤一中高一月考)(一)海帶中含有豐富的碘,為從海帶中提取碘,某研究性學習小組設計并進行以下實驗:提示:苯是有機萃取劑,其密度小于水。(1)步驟③和⑤的實驗操作名稱分別是

,

。

過濾

萃取分液(2)步驟①需用到以下裝置中的

。

D(3)步驟④中反應的離子方程式是

。

(4)步驟⑤中,

(填“能”或“不能”)用酒精來萃取碘,理由是

。

2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O不能

酒精與水能任意比混溶

(二)海水提碘實驗中,得到碘的苯溶液后也可用“反萃取法”萃取、富集碘單質,實驗步驟如下:(5)上述過程②中,發生反應的離子方程式為

。

(6)請設計一種檢驗過程③提取碘后的水溶液中是否還含有單質碘的簡單方法:_________________________________________________________

。

取過程③提取碘后的水溶液少許置于一試管中,滴加幾滴淀粉溶液,若溶液變為藍色,說明含有I2,反之則不含解析

(一)海帶在坩堝中灼燒后浸泡,③為過濾分離出含碘離子的溶液,④中H2O2的酸性溶液可氧化碘離子生成碘,⑤中加入苯萃取碘,⑥中蒸餾分離出碘。(二)碘的四氯化碳溶液中加入濃氫氧化鈉溶液,發生反應(1)由分析可知,步驟③和⑤的實驗操作名稱分別是過濾,萃取分液。(2)由題圖可知,步驟①為灼燒,裝置A為蒸餾,裝置B為過濾,裝置C為分液,裝置D為灼燒。(3)步驟④中,H2O2在酸性條件下將I-氧化為I2,反應的離子方程式為2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O。(4)由于酒精與水能任意比混溶,故步驟⑤中不能用酒精來萃取碘。(5)由分析可知,過程②中發生反應的離子方程式為(6)已知I2遇到淀粉溶液顯藍色,故取過程③提取碘后的水溶液少許置于一試管中,滴加幾滴淀粉溶液,若溶液變為藍色,說明含有I2,反之則不含。[對點訓練1](2024山東菏澤單縣二中高一段考)為了從海帶浸取液中提取碘,某同學設計了如圖所示的實驗方案。下列說法正確的是(

)A.①中反應的離子方程式為2I-+H2O2===I2+2OH-B.②中分液時含I2的CCl4溶液從分液漏斗上口倒出C.③操作使用的是反萃取法,得到的上層溶液中含有I-D.操作Z的名稱是蒸發C探究角度2萃取分液例2下列說法不正確的是(

)A.圖Ⅰ振蕩后靜置,上層溶液顏色變淺或消失B.圖Ⅱ所示裝置用酒精萃取溴水中的溴C.用CCl4萃取溴水中的Br2D.在溶液中先加入氯水再加入CCl4,振蕩、靜置,觀察到下層溶液顯橙色,可以檢驗Br-的存在B解析

Br2+2NaOH===NaBr+NaBrO+H2O,上層溶液顏色變淺或消失,A正確;酒精與水互溶,不能用酒精萃取溴水中的溴,可以用CCl4萃取溴水中的溴,B不正確,C正確;2Br-+Cl2===Br2+2Cl-,CCl4的密度比水大,Br2溶于CCl4,所以下層溶液顯橙色,D正確。[對點訓練2](2024福建福清市高中聯合體高一期中)關于萃取溴水中的溴的實驗,下列說法正確的是(

)A.使用前不需要檢查分液漏斗是否漏液B.萃取劑可用酒精或CCl4C.將萃取劑和原溶液的混合物振蕩后立刻進行分液D.分液時,先從分液漏斗下口放出下層液體,關閉旋塞,再從上口倒出上層液體D解析

分液漏斗使用前需要檢查是否漏液,A錯誤;酒精與水互溶,萃取劑不能用酒精,B錯誤;振蕩后需要放氣、靜置分層,C錯誤;分液時,先從分液漏斗下口放出下層液體,關閉旋塞,再從上口倒出上層液體,D正確。歸納總結

萃取分液操作的注意事項(1)分液漏斗使用前要檢驗是否漏水,分液時要將分液漏斗頸上的玻璃塞打開,或使塞上的凹槽(或小孔)對準漏斗上的小孔,保證漏斗內與外界大氣相通,同時漏斗下端管口要緊貼燒杯內壁,從而使液體順利流下。(2)振蕩時,要不時地打開旋塞放氣,以防止分液漏斗內壓強過大引起危險。(3)下層液體要從下口放出,恰好流盡時及時關閉旋塞,防止上層液體流出,上層液體要從上口倒出。知識點二海水提溴基礎落實?必備知識全過關一、海水提溴1.溴單質的物理性質常溫常壓下,溴單質是有

性的

色液體,有_________

氣味;

溶于水,易溶于

等有機溶劑。

2.從海水中提取溴單質的原理從海水中提取溴,一般要經歷

、

和

三個步驟。

(1)海水中Br-的含量一般為0.067g·L-1,而苦鹵(海水曬鹽后得到的母液)中Br-的含量要大得多,可作為提取溴單質的原料。揮發

深紅棕刺激性可乙醇、CCl4濃縮氧化提取(2)向苦鹵中通入Cl2,發生反應的離子方程式為

。

(3)利用溴的

性,鼓入熱空氣或水蒸氣吹出溴,溴蒸氣和吸收劑SO2反應:

。再用Cl2將HBr氧化得到溴單質:

。

Cl2+2Br-===2Cl-+Br2揮發

Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO42HBr+Cl2===2HCl+Br23.從海水中提取溴單質的流程

二、鹵素單質的提取反應原理比較

海帶提碘①流程:海帶灼燒→浸取→過濾→氧化→提純→碘單質;②主要反應:2I-+Cl2===2Cl-+I2或2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O海水提溴①方法:在經酸化的濃縮海水中,用氯氣氧化溴離子使之成為溴單質;②主要反應:2Br-+Cl2===Br2+2Cl-制取氯氣①方法:常利用電解飽和食鹽水制取氯氣;②反應:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑1.鹵素單質制取反應原理的相同點:

。

2.鹵素單質制取反應原理的不同點:工業上制取氯氣常用

法,提取碘單質和溴單質常用

法。

都是將鹵素離子(Cl-、Br-、I-)氧化為鹵素單質

電解

氧化劑氧化

重難突破?能力素養全提升探究角度海水提溴例題(2024山東德州二中高一月考)浩瀚的海洋是一個巨大的物質寶庫,工業上常用濃縮海水提取溴,工藝流程如圖所示。下列說法正確的是(

)A.海水曬鹽是化學變化B.步驟②中體現了溴易升華的性質C.步驟③反應的離子方程式為Br2+SO2+2H2O===2HBr+2H++D.①~④的目的是富集溴元素D解析

海水曬鹽屬于物理變化,故A錯誤;步驟②中體現了溴易揮發的性質,故B錯誤;步驟③反應的離子方程式為Br2+SO2+2H2O===2Br-+4H++,故C錯誤;利用步驟①~④可達到富集溴元素的目的,故D正確。[對點訓練](2024河北保定部分高中高一期中)在實驗室中,可利用苦鹵提取Br2,其過程包括過濾、氧化、正十二烷萃取及蒸餾等。使用的裝置如圖,已知:物質Br2正十二烷密度/(g·cm-3)3.1190.753沸點/℃58.76215~217下列說法正確的是(

)A.用甲裝置過濾時,需用玻璃棒不斷攪拌漏斗中的溶液B.用乙裝置將Br-氧化成Br2C.用丙裝置分液時,先從下口放出水層,再從下口放出有機層D.用丁裝置進行蒸餾時,先收集到正十二烷答案

B解析

過濾時,用玻璃棒不斷攪拌漏斗中的溶液可能會弄破濾紙,A錯誤;乙裝置中通入的氯氣可與Br-發生氧化還原反應,氯氣將溶液中的Br-氧化成Br2,B正確;分液時上層液體從上口倒出,下層液體從下口放出,C錯誤;Br2的沸點比正十二烷低,用丁裝置進行蒸餾時,先收集到Br2,D錯誤。隨堂檢測

全達標1234題組1海帶提碘1.(2024福州四校教學聯盟高一適應性檢測)從海帶中提取碘的實驗過程主要包括灼燒、浸取、過濾、氧化、萃取、蒸餾等步驟。下列說法錯誤的是(

)A.“灼燒”時,可用酒精燈直接加熱蒸發皿B.“過濾”時,玻璃棒的作用是引流C.“氧化”時,可選用H2O2作為氧化劑D.“萃取”時,若用CCl4作為萃取劑,則有機層從分液漏斗下口放出A1234解析

灼燒固體應在坩堝中進行,A錯誤;玻璃棒在過濾操作中可以起到引流的作用,B正確;過氧化氫具有氧化性且不會引入新雜質,故可選用H2O2作為氧化劑,C正確;四氯化碳的密度大于水,若用CCl4作為萃取劑,則有機層從分液漏斗下口放出,D正確。12342.(2024山東威海高一期末)某同學取干海帶經下列流程,從中提取I2。下列說法錯誤的是(

)已知:3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O1234A.操作1中至少包括灼燒、溶解、過濾等主要過程B.試劑a可以是H2O2、O2等氧化劑,試劑b可以是CCl4C.操作2和操作3均用到分液漏斗,振蕩萃取時分液漏斗下口要向下傾斜,并不斷放氣D.反應1每得到762gI2,轉移的電子數為3NA(設NA為阿伏加德羅常數的值)答案

C1234解析

干海帶經灼燒、溶解、過濾等操作后得到含碘離子的溶液,A正確;含I-的溶液酸化后加入氧化劑得到含碘單質的水溶液,再加入四氯化碳等萃取劑得到含碘單質的有機溶液,故試劑a可以是H2O2、O2等氧化劑,試劑b可以是CCl4,B正確;操作2為萃取分液操作,操作3為反萃取分液操作,均用到分液漏斗,振蕩萃取時用左手握住分液漏斗活塞,右手壓住分液漏斗口部,把分液漏斗倒轉過來振蕩,使兩種液體充分接觸,振蕩后打開活塞,將漏斗內氣體放出,C錯誤;反應1為5I-++6H+===3I2+3H2O,每生成3

mol

I2,轉移5

mol電子,則每得到762

g

I2,轉移的電子數為3NA,D正確。1234題組2萃取分液3.關于萃取與分液,下列說法正確的是(

)A.可用四氯化碳萃取碘酒中的碘單質B.分液過程中放出下層液體時,應打開上方的玻璃塞,并使下端管口緊貼燒杯內壁C.分液時,下層液體全部流出后,換另一個燒杯,將上層液體繼續放出D.分液漏斗在使用前只需檢查旋塞處是否漏水即可B1234解析

碘、酒精與四氯化碳混溶,液體不分層,所以不能用四氯化碳萃取碘酒中的碘單質,故A項錯誤;分液過程中放出下層液體時,應打開上方的玻璃塞,以使分液漏斗內外壓強相等,使液體順利流出,且使下端管口緊貼燒杯內壁,防止液體飛濺,故B項正確;分液時,下層液體從下口放出,上層液體應從上口倒入另一個燒杯中,故C項錯誤;分液漏斗在使用前應檢查玻璃塞和旋塞處是否漏水,故D項錯誤。1234題組3海水資源綜合利用4.浩瀚的海洋里蘊藏著豐富的化學資源,從海帶中提取碘單質和從海水中提取溴單質的工藝流程如圖?；卮鹣铝袉栴}: