大学课件 从海水中提取溴与碘ppt课件

1、2.3 2.3 从海水中提取溴和碘从海水中提取溴和碘 第二章第二章 开发海水中的卤素资源开发海水中的卤素资源溴蒸气溴蒸气水水 封封液液 溴溴 溴溴Br2）深红棕色、密度比水大、液体深红棕色、密度比水大、液体易挥发、有强烈腐蚀性易挥发、有强烈腐蚀性 少量的溴棕色试剂瓶中、水封保存少量的溴棕色试剂瓶中、水封保存在水中溶解度不大，在水中溶解度不大， 易溶于乙醇、易溶于乙醇、CCl4、苯等有机溶剂。、苯等有机溶剂。1.1.物理性质物理性质深红棕色的液体深红棕色的液体( (常温下常温下, ,唯一的液态非金属唯一的液态非金属) )密度比水大密度比水大易挥发，有毒，具有强烈的腐蚀性，易挥发，有毒，具有强烈的

2、腐蚀性，滴在皮肤上引起严重灼伤滴在皮肤上引起严重灼伤保管：密封保存于棕色瓶，不用橡皮塞，保管：密封保存于棕色瓶，不用橡皮塞，同时加适量水水封）同时加适量水水封）水封液溴会呈现三层颜色：水封液溴会呈现三层颜色：上层：红棕色溴蒸气）上层：红棕色溴蒸气）中层：橙红色溴水）中层：橙红色溴水）下层：红棕色液溴）下层：红棕色液溴）( (常温下常温下, ,唯一的液态金属唯一的液态金属: :汞汞) )一一.溴溴(Br2)地球上溴资源的分布情况地球上溴资源的分布情况 溴是海洋元素，地球上溴是海洋元素，地球上99%99%的溴分布在海水中，陆的溴分布在海水中，陆地上溴的储量只占地球上溴的总储量的地上溴的储量只占地球

3、上溴的总储量的1% 1% 。溴的提取海水海水 卤水卤水 Br2 粗溴粗溴 高纯溴高纯溴鼓入水蒸气鼓入水蒸气海水中溴的浓度比较低，怎么办？海水中溴的浓度比较低，怎么办？ 我们需要的是游离态的单质溴，而海水中的溴我们需要的是游离态的单质溴，而海水中的溴是以什么形态存在的呢？我们应选择什么物质是以什么形态存在的呢？我们应选择什么物质作为氧化剂呢？作为氧化剂呢？得到的单质溴如何从海水中提取出来呢得到的单质溴如何从海水中提取出来呢? ? 阅读并思考阅读并思考海水提溴的步骤海水提溴的步骤浓缩浓缩氧化氧化提取提取蒸发蒸发通氯气通氯气精制精制Cl2 + 2Br - 2Cl - + Br2碘碘I2）紫黑色晶体紫

4、黑色晶体 、有金属光泽、有金属光泽 碘单质能使淀粉溶液变蓝色碘单质能使淀粉溶液变蓝色 常用这个特性常用这个特性 来检验碘单质的存在。（特性一：显色反应）来检验碘单质的存在。（特性一：显色反应）易升华易升华 密封保存在棕色试剂瓶中特性二）密封保存在棕色试剂瓶中特性二）水水 酒精酒精 CCl4CCl4碘单质碘单质学生实验：学生实验：取三份等量的碘单质少量分装于取三份等量的碘单质少量分装于3 3支试管中，再分别往支试管中，再分别往3 3支支试管中加入试管中加入3mL3mL水、酒精、四氯化碳，振荡，观察现象。水、酒精、四氯化碳，振荡，观察现象。黄色黄色 棕色棕色 紫色紫色实验探究碘的溶解性实验探究碘的

5、溶解性问题问题: :能否用酒精将溴从水中萃取出来能否用酒精将溴从水中萃取出来? ?不能。酒精与水互溶不能。酒精与水互溶(1)定义定义: (书书P40)利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不同的性利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不同的性质，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组质，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法，叫做萃取。成的溶液里提取出来的方法，叫做萃取。2.2.萃取萃取(2)(2)条件条件: :萃取剂与水不互溶萃取剂与水不互溶物质在两种溶剂中的溶解度不同物质在两种溶剂中的溶解度不同萃取剂不与被萃取的物质发生反应萃取剂不与被萃取的物质发生反应(3)仪器仪器:分液漏斗分液

6、漏斗 利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不同的性质，利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不同的性质，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液提取出来的方法，叫做萃取。提取出来的方法，叫做萃取。 萃取是一种常见的分离物质的方法。萃取是一种常见的分离物质的方法。检漏检漏装液装液振荡振荡分液分液静置静置萃萃 取取分分 液液碘在海水中含量太低碘在海水中含量太低, ,仅有仅有60g/L60g/L目前还不能目前还不能直接从海水中提取碘。海洋植物直接从海水中提取碘。海洋植物, ,如海带、马如海带、马尾藻等有吸附碘离子的特殊能力尾藻等有吸附碘离子的特殊能力, ,它们能

7、把海它们能把海水中的碘富集到是海水中的水中的碘富集到是海水中的1010万倍以上。所以万倍以上。所以通常从海带或马尾藻中提取碘。通常从海带或马尾藻中提取碘。碘的提取讨论并设计讨论并设计如何从海带中提取碘？如何从海带中提取碘？ 如何将海带中的碘转移到水溶液中？这个过程需要如何将海带中的碘转移到水溶液中？这个过程需要 进行哪些操作？进行哪些操作？ 2.2.海带中的碘是以什么形态存在的，能否直接分离？海带中的碘是以什么形态存在的，能否直接分离？如何把碘由化合态变为游离态并分离出来，加入什如何把碘由化合态变为游离态并分离出来，加入什么物质可以实现这个转化？么物质可以实现这个转化？ 3.3.如何检验碘单质

8、的生成？如何检验碘单质的生成？ 4.4.水溶液中，如果碘以游离态存在，如何把碘单质水溶液中，如果碘以游离态存在，如何把碘单质从水中分离出来？从水中分离出来？海带海带 海带灰海带灰 滤液滤液 碘的水溶液碘的水溶液 碘的四氯化碳溶液碘的四氯化碳溶液 碘单质碘单质灼烧灼烧溶解溶解过滤过滤 氧化氧化萃取萃取 减压减压 蒸馏蒸馏加氯水加氯水加四氯化碳加四氯化碳分液分液海带提碘的步骤海带提碘的步骤总结归纳总结归纳Cl2 + 2I - 2Cl - + I2元素名称元素名称元素符号元素符号核电荷数核电荷数最外层电子数最外层电子数电子层数电子层数原子半径原子半径（1010-10-10米）米）离子半径离子半径（1

9、010-10-10米）米）氟氟 氯氯 溴溴 碘碘 砹砹F Cl Br I At9 17 35 53 859 17 35 53 85原子结构示意图原子结构示意图结论1三三. .卤族元素卤族元素7 7 7 7 7 7 7 7 7 72 2 3 3 4 4 5 6 5 61.1.卤素原子结构卤素原子结构(1)(1)核电荷数核电荷数: :从上而下，依次增大。从上而下，依次增大。元素名称元素名称元素符号元素符号核电荷数核电荷数最外层电子数最外层电子数电子层数电子层数原子半径原子半径（1010-10-10米）米）离子半径离子半径（1010-10-10米）米）氟氟 氯氯 溴溴 碘碘 砹砹F Cl Br I

10、At9 17 35 53 859 17 35 53 85原子结构示意图原子结构示意图结论1三三. .卤族元素卤族元素7 7 7 7 7 7 7 7 7 72 2 3 3 4 4 5 6 5 6氟氟氯氯溴溴碘碘At砹砹三三. .卤族元素卤族元素结论结论1 1， 2元素名称元素名称元素符号元素符号核电荷数核电荷数最外层电子数最外层电子数电子层数电子层数原子半径原子半径（1010-10-10米）米）离子半径离子半径（1010-10-10米）米）氟氟 氯氯 溴溴 碘碘 砹砹F Cl Br I At9 17 35 53 859 17 35 53 85原子结构示意图原子结构示意图7 7 7 7 7 7 7

11、 7 7 72 2 3 3 4 4 5 6 5 6(2)(2)电子层结构电子层结构: :从上而下，电子层数逐渐增加，从上而下，电子层数逐渐增加， 最外层均为最外层均为7 7个电子。个电子。1.1.卤素原子结构卤素原子结构(1)(1)核电荷数核电荷数: :从上而下，依次增大。从上而下，依次增大。三三. .卤族元素卤族元素元素名称元素名称元素符号元素符号核电荷数核电荷数最外层电子数最外层电子数电子层数电子层数原子半径原子半径（1010-10-10米）米）离子半径离子半径（1010-10-10米）米）氟氟 氯氯 溴溴 碘碘 砹砹F Cl Br I At9 17 35 53 859 17 35 53

12、85原子结构示意图原子结构示意图7 7 7 7 7 7 7 7 7 72 2 3 3 4 4 5 6 5 6卤素原子离子半径比较：卤素原子离子半径比较：F FC Cl lB Br rI I071 099 114 133F F- -C Cl l- -B Br r- -I I- -133 181 196 220(2)(2)电子层结构电子层结构: :从上而下，电子层数逐渐增加，从上而下，电子层数逐渐增加，最外层均为最外层均为7 7个电子。个电子。1.1.卤素原子结构卤素原子结构(1)(1)核电荷数核电荷数: :从上而下，依次增大。从上而下，依次增大。(3)(3)原子，离子半径原子，离子半径: :从上

13、而下，半径逐渐增大。从上而下，半径逐渐增大。 留意留意: :阴离子半径大于相应的原子半径阴离子半径大于相应的原子半径卤素的单质分子都是双原子分子卤素的单质分子都是双原子分子, ,分子式分别为分子式分别为F2,Cl2,Br2,I2F2,Cl2,Br2,I22.2.单质的物理性质单质的物理性质 ( (书书P42)P42)从上而下从上而下(1)(1)形状形状: :(2)(2)颜色颜色: :(3)(3)密度密度: :(4)(4)熔沸点熔沸点: :(5)(5)毒性毒性: :从气态到固态从气态到固态变深变深增大增大升高升高减弱减弱(1)(1)与与H2H2的反应的反应(P44)(P44)H2 + F2 2H

14、F 冷暗处就能爆炸化合冷暗处就能爆炸化合H2 + Cl2 2HCl 点燃或光照剧烈化合点燃或光照剧烈化合H2 + Br2 2HBr 500度，较慢化合度，较慢化合H2 + I2 2HI 持续加热持续加热,缓慢化合缓慢化合,HI同时分解同时分解从反应条件得出结论从反应条件得出结论: :缘由缘由: :虽然最外层都是虽然最外层都是7 7个电子个电子, ,但随着核电荷数但随着核电荷数的增加的增加, ,原子半径增大原子半径增大, ,原子得到电子的能力减弱原子得到电子的能力减弱, ,相应单质的活泼性减弱。相应单质的活泼性减弱。从上而下从上而下, ,单质的活泼性逐渐减弱单质的活泼性逐渐减弱( (即即F2Cl

15、2Br2I2)F2Cl2Br2I2)3.3.单质的化学性质单质的化学性质从反应的热效应得出结论从反应的热效应得出结论: :从上而下从上而下, ,氢化物的稳定性逐渐减弱氢化物的稳定性逐渐减弱( (即即:HFHClHBrHI):HFHClHBrHI)缘由缘由: :放出的能量越多放出的能量越多, ,生成物的稳定性越大。生成物的稳定性越大。热化学方程式热化学方程式(P44)H2(g) + F2(g) 2HF(g) +542.2KJ H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) +184.6KJ H2(g) + Br2(g) 2HBr(g) +103.7KJH2(g) + I2 (g) 2HI(g) 9

16、.4KJ补充：补充：HF HCl HBr HI 稳定性减弱稳定性减弱 酸性增强酸性增强2NaBr + Cl2 2NaCl + Br22NaI + Br2 2NaBr + I2景象：试管景象：试管1：CCl4层呈现橙红色层呈现橙红色 试管试管2：CCl4层呈现紫红色层呈现紫红色能否利用递推能否利用递推, ,得出得出Cl2Cl2置换出置换出NaINaI中的中的I-I-呢呢? ?实验实验: NaI+ Cl2 +CCl42NaI+Cl22NaCl+I2景象景象:CCl4层呈现紫红色层呈现紫红色(2)(2)卤素间的置换反应卤素间的置换反应实验：试管实验：试管1：NaBr+Cl2 +CCl4 试管试管2：

17、NaI+Br2 +CCl4不能不能.因为因为2F2+2H2O4HF+O2卤素单质卤素单质( (除除F2)F2)能置换出排在它后面的卤素单质能置换出排在它后面的卤素单质活泼卤素单质可以置换出不活泼的卤素单质活泼卤素单质可以置换出不活泼的卤素单质, ,且活泼性按照且活泼性按照Cl2,Br2,I2Cl2,Br2,I2的次序递减。的次序递减。那么能否用那么能否用F2置换出置换出NaCl中的中的Cl-生成生成Cl2呢呢?氧化性：氧化性：Cl2Br2I2还原性：还原性：I-Br-Cl-2NaBr + Cl2 2NaCl + Br22NaI + Br2 2NaBr + I2(3)与与H2O的反应的反应Cl2

18、+H2O HClO+HCl次卤酸和卤化氢次卤酸和卤化氢普通：普通：X2+H2OHXO+HX (X:Cl,Br,I) Br2+H2OHBrO+HBr I2+H2OHIO+HI特殊特殊2F2+2H2O4HF+O2F2F2在化学变化中只能得到电子呈在化学变化中只能得到电子呈-1-1价价, ,无正价的氟元素无无正价的氟元素无HFO)HFO)景象景象: :1:1:无无2.2.产生白色沉淀产生白色沉淀3.3.产生浅黄色沉淀产生浅黄色沉淀4.4.产生黄色沉淀产生黄色沉淀1:NaF+AgNO3不反应。不反应。(AgF是可溶性的卤化银是可溶性的卤化银)2:NaCl+AgNO3AgCl+NaNO3(白色沉淀白色沉淀)3:NaBr+AgNO3AgBr+NaNO3 (浅黄色沉淀浅黄色沉淀,用于胶卷用于胶卷;感光剂感光剂)