高三无机实验物质分类：海带提碘 、海水提溴(教师版)

1、精锐教育学科教师辅导教案学员编号： 年 级：高三 课 时 数：3学员姓名： 辅导科目：化学 学科教师：课程主题： 海带中提碘、海水中提溴授课时间：学习目标1.了解海水提溴、提碘的流程。2. 学习提取过程中的实验操作及原理。教学内容物质的分离：海带中提取碘气的制备知识精讲一、实验背景 碘不仅是重要的工业原料，而且是动物和人体必需的元素，碘在人体内用于合成甲状腺素，调节新陈代谢。 碘在地壳中的含量为310-5%。自然界中并不存在游离态的碘，独立的矿物也很少，只有碘酸钙矿。碘的主要来源：智利硝石中含有0.2%碘酸钠，智利硝石在提取硝酸钠以后，其母液中约含有3%碘酸钠。海水中碘的浓度尽管很低，只有一亿

2、分之五，但是总量却很大，特别是海带、马尾藻的那个藻类植物有很高的的富集碘的本领。一般干海带里含碘0.3%0.5%，有的可高达1%，比海水中含碘的浓度高出十几万倍。所以通常从海带或马尾藻中提取碘。 工业制备碘的方法空气吹出法、碘化亚铜沉淀法、活性炭吸附法、淀粉吸附法、硝酸银或硫酸铜沉淀法、离子交换树脂法等二、实验用品 试管、100 mL烧杯（2只）、瓷坩埚（或铁坩埚）、漏斗、分液漏斗、铁架台（带铁圈）、酒精灯（或酒精喷灯、煤气灯）、坩埚钳、托盘天平、泥三角、玻璃棒、滤纸、剪刀、火柴。氯水（新制）、1%淀粉溶液、四氯化碳、蒸馏水、干海带。三、实验内容1准备 用布擦掉干海带表面的泥沙等杂质，用剪刀将

3、海带剪碎（便于灼烧）。2称量 称取约5 g干海带，放入瓷坩埚内，在铁架台的铁圈上放置泥三角，再将坩埚放在泥三角上。3灼烧 开始时用酒精灯小火加热，并用玻璃棒小心翻动。待水气蒸干，再集中加热、灼烧，直到无烟、海带全部变成灰为止。4溶解 待坩埚冷却，然后将海带灰转移到烧杯中，加入10mL水，搅拌1 min（必要时可微热），加速碘化物的溶解。5过滤 将海带灰中的浸出液过滤，收集滤液。如果滤液浑浊，则再过滤一次。6检验 在试管中取1 mL溶液，加2滴淀粉溶液，再逐滴加入氯水，观察到_， 证明_。7萃取在试管中取6 mL滤液，加入1 mL四氯化碳，再逐滴加入氯水，并不断振荡，观察到_。几个实验小组将上述

4、液体一起注入分液漏斗中，进行分液，得到碘的四氯化碳溶液，集中倒入回收瓶中。 晒干灼烧坩埚、坩埚钳、泥三角、酒精灯、玻璃棒、三脚架过滤普通漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台（带铁圈）氧化（适量氯水）萃取、分液分液漏斗、烧杯、铁架台（带铁圈）（减压）蒸馏蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、酒精灯、石棉网、承接管、锥形瓶、烧杯、铁架台（铁圈、铁夹）【思考和讨论】1海带中提取碘的基本化学原理是什么？除了上述实验中用氯水作氧化剂外，还可以用其他试剂作氧化剂吗？ 双氧水、高锰酸钾、溴水等氧化性大于碘单质的试剂，但是实验室很少使用双氧水，究其原因：H2O2价格相对较贵双氧水的量不容易控制，容易过量：5H2O2 + I2 2H

5、IO3 + 4H2O，而高锰酸钾做氧化剂因为颜色较深，不便于后期的观察和提纯，所以实验室一般选择的是氯水 2用分液漏斗来进行萃取或分液时要注意些什么？为什么能用四氯化碳来萃取碘水中的碘，其作用是什么？漏斗内加入的液体量不能超过容积的3/4。为防止杂质落入漏斗内，应盖上漏斗口上的塞子。放液时，磨口塞上的凹槽与漏斗口颈上的小孔要对准，这时漏斗内外的空气相通，压强相等，漏斗里的液体才能顺利流出。分液漏斗不能加热。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，其作用是萃取提纯碘碘单质3 实验中将海带灼烧成灰的作用是什么？通过灼烧将海带中的碘元素转化为I-从而便于后续的溶解 除杂

6、等操作。4在检验滤液中的微量I-时，为什么不宜先加氯水，再加淀粉溶液检验？过量的氯水会把单质碘氧化成无色的碘酸：I2+5Cl2+6H2O2HIO3+10HCl，所以淀粉溶液最后加的会无法准确的判定氯水什么时候将I-完全氧化I2。5为了确定在20 mL海带提取液中加多少毫升氯水，恰好能使全部碘离子全部氧化成单质碘，设计一个实验方法并说明理由。取20ml海带提取液装入锥形瓶中，并滴加几滴品红溶液。将新制氯水倒入酸式滴定管，滴定海带提取液，直到锥形瓶内溶液红色褪去（品红已被新制氯水氧化），滴定完全。记录滴定前后新制氯水的用量，计算。三、实验注意事项1灼烧 应在通风处加热灼烧，或使用通风设备去除白烟和

7、难闻的气味。 应边加热边搅拌，用坩埚钳夹持坩埚，玻璃棒小心搅拌，使海带均匀受热，加快灰化的速度。 灼烧完毕，应将坩埚和玻璃棒放在石棉网上冷却，不可直接放在冷的实验台上，防止温度很高的坩埚骤冷而破裂2氧化及检验 控制试剂的用量。 检验碘元素应取少量含I-的滤液，不要直接向滤液中直接加淀粉溶液，否则滤液会被污染使得后续实验将无法操作。3萃取 漏斗内加入的液体量不能超过容积的3/4。 为防止杂质落入漏斗内，应盖上漏斗口上的塞子。例题解析1. 下列仪器名称正确的是（ ）A 三脚架 B表面皿 C镊子 D瓷钳锅答案：B2.从海带中提取碘的实验过程中，涉及到下列操作，其中正确的是（ ） A海带灼烧成灰 B过

8、滤得含I溶液 C放出碘的苯溶液 D分离碘并回收苯答案：D3下列装置可达到实验目的是 A证明酸性：醋酸碳酸苯酚B制备乙酸丁酯C苯萃取碘水中I2，分出水层后的操作D用NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体【答案】B4.海带含有丰富的碘，为了从海带中提取碘，设计并进行以下实验： 海带海带灰海带灰悬浊液含碘离子溶液含碘水溶液水层苯层单质碘（3） 灼烧（4） 浸泡（5）（6）（7）（8）新制氯水苯 完成下列填空：（1）步骤灼烧海带时，不需要用到的仪器是 （选填编号）（2）步骤的操作名称是 ；步骤的操作名称是 。（3）步骤所发生反应的离子方程式是 。（4）步骤中不能用酒精代替苯的理由是 。（5）检验提取碘后

9、的水层是否还含有单质碘的方法是 。答案：（1） c （2）过滤 ； 萃取 （3）2 I+ Cl2 2Cl+I2 （4）酒精与水互溶 （5）取样，滴入淀粉溶液，若溶液变为蓝色，则存在单质碘；若溶液不为蓝色，则不存在单质碘。5有如下流程：27CCl4含有 （12） 键的 （13） 分子（均选填“极性”或“非极性”）28灼烧海带时除需要三脚架、酒精灯、泥三角外，还需要的主要仪器是 （14） 。29为更好地完成实验，灼烧海带时，需加入一定量的氢氧化钠充分混合后再灼烧，此操作的目的是 （15） 30向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4和氯水， （16） （填“上”或“下”）层呈紫红色。如果氯水加过量，

10、CCl4层会由紫红色变成无色。整个过程中被氧化的微粒是 （17） 。写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式：HIO3（18） + （19） + （20） （21） + （22） 【答案】题号序号答案分值（二）（12）极性1分（13）非极性1分（14）坩埚、玻璃棒、坩埚钳（两个就给分）2分（15）减少碘的损失（碘易与氢氧化钠反应，可加入一定量的氢氧化钠充分混合后再灼烧，可减轻碘的损失）2分（16）下1分（17）I2、I-2分（18）I2分（19）5Cl22分（20）6H2O（21）2（22）10HCl知识延伸一、萃取1原理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（CCl

11、4、苯、汽油等）把溶质（X2）从它与另一种溶剂（水）组成的溶液里提取出来，这种方法叫萃取。【注意】 （1）两种溶剂互不相溶（2）萃取剂与溶质不反应 （3）溶质在萃取剂中的溶解度远大于原溶剂 （4）密度相差大，便于分层 仪器：分液漏斗、烧杯操作：检漏装液振荡静置分液（打开上口玻璃塞）取液： 下层液体：从下部放出 上层液体：待下方液体放完后，从漏斗上口倒出上层液体二、如何从碘的四氯化碳溶液中提取碘单质反萃取法1在碘的四氯化碳溶液中逐滴加入适量40NaOH溶液，边加边振荡，直至四氯化碳层不显红色为止。碘单质反应生成I-和IO3-进入水中。 （方程式为3I2+6OH- 5I-+ IO3-+3H2O）2

12、分液，将水层转移入小烧杯中，并滴加45%的硫酸酸化，可重新生成碘单质。由于碘单质在水中的溶解度很小，可沉淀析出。 （方程式为5I-+ IO3-+ 6H+ 3 I2+3H2O）3过滤，得到碘单质晶体（常温下，碘的溶解度为0.02g/100g水）。三、海水中提取溴1海水提溴（1） 海水中溴的浓度比较低，怎么办？ 因此我们利用的是将海水浓缩晒盐和提取氯化钾之后的苦卤进行溴的提取。（2）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？我们怎么将这种形态的溴转变为单质溴呢？海水中的溴是以化合态Br的形式存在加入氧化剂，如：Cl2 + 2Br 2Cl + Br2。（3）海水呈碱性，在通氯气前

13、应对海水做怎样的处理？如果直接通氯气会怎样呢？在通入氯气之前需要用硫酸酸化，若未用硫酸酸化，则通入氯气后氯气会和溶液中的氢氧根反应（Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O）;从而造成氯气会有损耗，原料利用率下降。（4）得到的单质溴仍然溶解在海水中，如何将溴从海水中提取出来呢? 热空气或热的水蒸气吹出。（5）为什么要将溴蒸气的出口温度控制在7080？温度过高或过低会有什么影响？温度过低，不能让溴充分地挥发，降低产率。温度过高，大量的水蒸气也随溴一起挥发，产品 的纯度下降。（6）海水中提取溴的流程如图所示： （7）写出步骤的化学方程式。 Br2 SO2 2H2O 2HBrH2SO4。（8）为什么

14、不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”?氯化后的海水虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏原料，耗时耗能，成本高。 “空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程。 （9）为什么不直接将含溴的空气冷凝得到液溴，而需要进行“SO2吸收、氯化”？ 此时的含溴空气中所含水蒸气的含量比较大，直接冷凝的话所得液溴的含量还是较低，所以需要进一步的富集。（10）步骤也可以用纯碱溶液吸收单质溴，步骤再以硫酸酸化，化合态的溴又转化为溴单质。写出相关反应的离子方程式。 3CO32 +3Br25Br + BrO3+3CO2BrO3 +5Br+6H+ 3Br2+3

15、H2O （11）溴微溶于水，步骤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是_，分离时液溴从分离器的_排出，而溴水则可以循环在利用。分液漏斗、下端。（12）海水中提取溴的流程如图所示： 2提溴小结 综上所述，海水中提溴的过程可以简化如下： 例题解析1已知粗碘中含有的IBr和ICl受热都会升华，若先在粗碘中加入下列物质中的一种再加热，就可制得纯净的碘。该物质是 A KI BH2O CZn DNaCl答案：A2.完成下列实验所选择的装置正确的是 （ ） 答案：A3.海水中蕴含着丰富的化学资源，下图为海水利用的部分过程。有关说法正确的是（ ） A

16、A物质是碳酸钠B利用氯碱工业可以获得烧碱、氯气、氢气、盐酸等化工产品C通过电解MgCl2溶液可以得到MgD步骤可以用FeCl3氧化Br答案：B总结回顾 课后作业1. 甲状腺肿大的病人需要多吃海带，这是因为海带中含有较多的（ ）A. 氯元素B. 钠元素C. 碘元素D. 铁元素答案:C2.海水中含量最多的卤素是（ ） A. 氟 B. 氯 C. 溴 D. 碘答案:B3.从海水中可以提取溴，主要反应为：，下列说法正确的是（ ）A. 溴离子具有氧化性B. 氯气是还原剂C. 该反应属于复分解反应D. 氯气的氧化性比溴单质强答案：D4.海带提碘实验中，不会用到的装置是（ ）答案：D5下列装置不能达到除杂目的

17、（括号内为杂质）的是A. 乙烷（乙烯） B. 苯（甲苯） C. 溴苯（CaO） D. I2（CCl4）答案：B6对化工生产认识正确的是 A海水提溴：一般需要经过浓缩、氧化、提取三个步骤 B合成氯化氢：通入H2的量略大于Cl2，可以使平衡正移 C合成氨：采用500的高温，有利于增大反应正向进行的程度 D侯德榜制碱法：析出NaHCO3的母液中加入消石灰，可以循环利用NH3答案：A7中学实验室为完成下列实验通常选择的装置正确的是ABCD实验用CCl4萃取溴水中的溴从NaCl与I2的混合物中回收I2制备与收集二氧化硫制备乙酸丁酯装置答案：A8.工业上以浓缩海水为原料提取溴的部分流程如下：已知：3Br2

18、3CO32-5BrBrO 3CO2。(1)反应釜1中发生反应的离子方程式为 （20） 。(2)中通入热空气的目的是 （21） ； 上述流程中，步骤 的目的是 （22） 。(3)在实验室中完成操作 时，常用的仪器除了酒精灯、锥形瓶、温度计、接收器、接液管、石棉网及必要的夹持仪器，还需要的玻璃仪器有 （23） 、 （24） 。(4)蒸馏后废液为Na2SO4溶液，从该溶液中提取芒硝（Na2SO4.10H2O）的实验操作依次是 （25） 。(5)检验Na2CO3吸收Br2后的溶液中是否含有CO32-。请设计相关实验方案。可供选择的试剂有：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）尽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）蒸馏烧瓶（4分）；(4)（25）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤（2分）； (5)（26）取烧瓶B中的溶液适量，加入澄清石灰水，若变浑浊，则说明有CO32-（或取样，加入过量的稀硫酸酸化；将酸化后产生的气体通入盛有四氯化碳的洗气瓶；再通入澄清石灰水，若变浑浊，则说明有CO32-。）（3分）。9.目前从海水提溴（Br2）大致有以下步骤。（1）向浓缩的海水中通入某种气体，将海水中的Br氧化为Br2，该气体是_。（2）用热空气将Br2从上述溶液中吹出，并由浓Na2CO3溶液吸收，转变为NaBr、NaBrO3。1moL Br2需消耗Na2CO3_moL。（3）再将所得混合溶液用稀硫酸酸化，得到浓度较高的溴水，配平该反应的离子方程式。_Br+_ BrO3+_H+_ Br2+_H2O答案：（1）Cl2（2分）（2）1 （2分）（3）5 1 633（2分）10. 世界上绝大部分卤素都存在于海洋。海水呈微碱性，海水晒盐可以得到粗盐和卤水