09 第1章 微项目 海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用-【名师导航】2024-2025学年高中化学必修第二册同步课件(鲁科版)

微项目　海带提碘与海水提溴 ——体验元素性质递变规律的实际应用 第1章　原子结构　元素周期律 1．通过海带提碘活动和海水提溴工艺流程的设计，建立真实复杂系统中物质富集、分离、提取的基本思路。 2．通过海带提碘活动和海水提溴工艺流程的设计，体会元素周期律、元素周期表在分析、解决实际问题中的价值。 3．以海带提碘为例了解萃取与分液，知道萃取与分液的原理，同时学会分液漏斗的使用方法。培养动手操作能力和学习兴趣，同时培养“科学态度与社会责任”的化学学科核心素养。 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 海带提碘 【必备知识】 1．I2的性质及检验 (1)I2的物理性质 物质 色、态 (常温、常压) 密度 溶解性 受热 特性 I2的 CCl4溶液 碘 紫黑色固体 大于水 水中：微溶；有机溶液中：易溶 易升华 紫色 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 (2)碘的检验方法 ①在水溶液中，碘离子能与银离子反应，生成难溶于水和稀硝酸的黄色碘化银沉淀。反应的离子方程式为I－＋Ag＋===AgI↓，实验室常用硝酸银溶液和稀硝酸来检验I－。 ②淀粉遇I2变蓝色，该性质可用于检验I2。 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 2．萃取与分液 (1)萃取：利用某种溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解能力的不同，用一种溶剂(萃取剂)将其从原溶剂中提取出来的方法。 (2)分液：萃取后，将两种液体用分液漏斗分开，从而达到提取物质的目的。 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 (3)操作步骤(以CCl4萃取碘水中的碘为例)         各步骤名称：①加萃取剂、②振荡萃取、③静置分层、④分液。 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 【项目情境】 海带、紫菜等藻类植物中含有丰富的碘元素。碘元素在海带中以碘化物的形式存在。 【合作探究】 1．如何从干海带中获得碘化物？ 提示：先将干海带放在坩埚中灼烧成灰，将海带灰用水浸泡，过滤，得含碘化物的水溶液。 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 2．如何将碘化物转化为单质碘？并用离子方程式表示。 提示：向含碘化物的水溶液中加入氯水或溴水或在酸性条件下加入双氧水，可实现转化。离子方程式为Cl2＋2I－===I2＋2Cl－；Br2＋2I－===I2＋2Br－；H2O2＋2I－＋2H＋===2H2O＋I2。 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 3．如何从含碘的水溶液中获得纯净的单质碘？ 提示：向含碘的水溶液中加入CCl4溶液(或苯、汽油)进行萃取、分液，得到碘的四氯化碳(或苯、汽油)溶液，再用蒸馏法可获得碘。也可用反萃取法获得碘，步骤如下： 碘与浓NaOH溶液的反应为3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O，加H2SO4后的离子反应为5I－＋＋6H＋===3I2＋3H2O。 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 【归纳总结】 1．海带提碘流程 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 2．海带提碘原理 (1)Cl2的氧化性比I2强，Cl2＋2KI===I2＋2KCl。 (2)淀粉遇I2显蓝色，可利用该特性来检验碘是否存在。 实验室里，从海带灰中提取碘单质包括浸取、过滤、氧化、萃取四个步骤。其中，将碘离子氧化为碘单质是提取的关键步骤，所选择的氧化剂的氧化性应强于碘单质，氯水、溴水均可用作提取碘单质实验中的氧化剂。 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 海水提溴 【必备知识】 1．Br2的物理性质 物质 色、态(常温、常压) 密度 溶解性 特性 Br2的 CCl4溶液 溴 深红棕 色液体 比水 的大 水中：微溶；有机溶液中：易溶 易挥发 橙色 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 2．溴及其化合物的性质 (1)溴单质具有氧化性，能将碘化钾溶液中的碘置换出来，反应的化学方程式为Br2＋2KI===2KBr＋I2。 (2)在水溶液中，溴离子能与银离子反应，生成难溶于水和稀硝酸的浅黄色溴化银沉淀。反应的离子方程式为Br－＋Ag＋===AgBr↓，实验室常用硝酸银溶液和稀硝酸来检验Br－。 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 【项目情境】 空气吹出法是目前用于从天然海水中提取溴的最成熟的工业方法，其流程如图所示。 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 【合作探究】 1．为什么选晒盐后的苦卤而不是海水作为提取溴单质的原料？ 提示：苦卤中Br－的浓度比海水大得多。 2．向苦卤中通入Cl2继而通入热空气可得粗溴，在此过程中体现了溴的哪些性质？ 提示：①溴的氧化性不如氯气强，可用置换法制备溴单质；②溴易挥发，因此可用热空气从溶液中分离出来。 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 3．工业上常利用电解饱和食盐水的方法制取氯气，本项目中利用氧化剂来制取碘单质和溴单质。请运用元素周期律的知识解释采用不同方法制取氯、溴、碘单质的原因。 提示：根据元素周期表中元素性质递变规律，知氯气的氧化性较强，需要氧化性更强、价格更贵的氧化剂才能制得，综合考虑获取多种物质，降低生产成本等因素，采用电解的方法制取氯气更合适。而溴、碘单质的氧化性较弱，容易被廉价的氧化剂——氯气氧化置换制得。 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 【归纳总结】 1．从海水中提取溴 (1)步骤：浓缩、氧化、富集、提取。 (2)反应原理：离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。 (3)提取方法：利用Br2的挥发性，鼓入热空气和水蒸气，就可将Br2分离出来。 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 2．提取流程 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 1．下列实验操作正确的是(　　) A．过滤操作时，为加快过滤速度可以用玻璃棒不断搅拌 B．萃取操作时，如从碘水中萃取碘，可选择酒精作为萃取剂 C．分液操作时，分液漏斗里的下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出 D．蒸发操作时，应使混合物的水分完全蒸干后，才能停止加热 6 2 4 3 题号 1 5 √ 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 6 2 4 3 题号 1 5 C　[过滤时，不能用玻璃棒搅拌，以免滤纸破损，A项错误；酒精与水互溶，不能选酒精作萃取剂，可选四氯化碳，B项错误；分液时避免上下层液体混合，则分液漏斗里的下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，C项正确；蒸发时不能蒸干，利用余热加热，出现大量固体时停止加热，D项错误。] 6 2 4 3 题号 1 5 2．在海水中提取溴的反应原理是5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4=== 3Br2＋3Na2SO4＋3H2O，下列反应的原理与上述反应最相似的是 (　　) A．2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2 B．2FeCl3＋H2S===2FeCl2＋S↓＋2HCl C．2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O D．AlCl3＋3Na[Al(OH)4]===4Al(OH)3↓＋3NaCl √ 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 6 2 4 3 题号 1 5 C　[题干中的反应为氧化还原反应，只有溴元素的化合价发生变化；A项，发生化合价变化的是氯元素和溴元素；B项，发生化合价变化的是铁元素和硫元素；C项，只有硫元素的化合价发生变化；D项，没有元素化合价发生变化；故选C。] 6 2 4 3 题号 1 5 3．向NaI和NaBr的混合溶液中通入足量的Cl2，充分反应后将溶液蒸干，灼烧残余物，最后剩下的物质是(　　) A．NaCl、I2、Cl2 B．NaCl、I2 C．NaCl、NaBr D．NaCl √ D　[通入足量的Cl2，溶液中的NaI、NaBr均完全反应，2NaI＋Cl2===2NaCl＋I2，2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2，因为Br2易挥发，I2易升华，因此将溶液蒸干、灼烧后只剩下NaCl。] 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 6 2 4 3 题号 1 5 4．(双选)实验小组从富含NaBr的工业废水中提取Br2的过程主要包括：氧化、萃取、分液、蒸馏等步骤。已知：可能用到的数据信息和装置如下。 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 6 2 4 3 题号 1 5 下列说法错误的是(　　) A．实验时，①的废水中出现红色 B．②的作用是吸收尾气，防止污染空气 C．用③进行萃取时，选择CCl4比乙苯更合理 D．④中温度计水银球低于支管口过多，导致Br2的产率高 物质 Br2 CCl4 乙苯 密度/(g·cm-3) 3.12 1.60 0.87 沸点/℃ 58.8 76.8 136.2 √ √ 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 6 2 4 3 题号 1 5 CD　[①中发生反应：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，反应产生了红棕色的Br2，因此实验时，①的废水由无色变为红色，A项正确；②中盛有NaOH溶液，NaOH是碱，可以与Cl2、Br2发生反应，变为可溶性的物质，因此可以防止污染空气，B项正确；根据表格数据可知乙苯的沸点比CCl4的沸点高，与液溴的沸点差别大，所以选择乙苯比CCl4更合理，更有利于后续的蒸馏，C项错误；蒸馏时温度计是测量馏分的温度，若温度计水银球低于支管口过多，导致蒸馏时支管口温度低于Br2的沸点，使Br2的产率降低，D项错误。] 6 2 4 3 题号 1 5 5．实验室从海带中提取碘的部分流程如下： 下列说法不正确的是(　　) 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 6 2 4 3 题号 1 5 A．完成步骤①需要装置Ⅲ B．完成步骤③需要装置Ⅱ C．完成步骤⑤需要装置Ⅰ D．完成步骤②需要装置Ⅳ √ 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 6 2 4 3 题号 1 5 A　[海带在坩埚中灼烧得到海带灰，海带灰加水溶解浸泡得到海带灰悬浊液，过滤，得到含I－的水溶液，向溶液中加入用稀硫酸酸化的过氧化氢溶液，H2O2将I－氧化生成I2，加入有机溶剂萃取、分液得到含I2的有机溶液。步骤①为灼烧海带，固体物质灼烧应在坩埚中进行，故A不正确；步骤③为过滤海带灰悬浊液得到含I－的水溶液，装置Ⅱ为过滤装置，故B正确；步骤⑤加入有机溶剂萃取、分液得到含I2的有机溶液，装置Ⅰ为萃取、分液装置，故C正确；步骤②为海带灰加水溶解、浸泡得到海带灰悬浊液，溶解过程中需要用到烧杯和玻璃棒，故D正确。] 2 4 3 题号 1 5 6．海水中溴元素以Br－形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图： 6 请回答下列问题： (1)将海水浓缩的方法是________。 (2)步骤①反应的离子方程式是_______________________，1 mol Cl2参加反应，转移电子________mol。 蒸发 Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2 2 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 2 4 3 题号 1 5 (3)步骤②通入热空气吹出Br2，利用了Br2的________(填字母)。 A．氧化性　　　　 B．还原性 C．挥发性 D．腐蚀性 (4)步骤③中用SO2的水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，写出该反应的离子方程式：______________________________________。 该反应的氧化剂是________。 6 C Br2 微项目　海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用 2 4 3 题号 1 5 [解析]　(1)海水蒸发浓缩酸化得到浓缩海水，在浓缩海水中通入氯气氧化溴离子得到含溴单质的混合溶液Ⅰ，利用热空气吹出Br2，被二氧化硫的水溶液吸收得到含HBr的混合溶液，通入氯气氧化得到溴单质，富集溴元素得到含Br2的混合溶液Ⅱ，蒸馏得到溴单质。(2)步骤①中氯气氧化溴离子得到溴单质，反应的离子方程式是Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，依据元素化合价的变化，1 mol Cl2参加反应，转移电子2 mol。(3)通入热空气吹出Br2，利用了Br2的挥发性。(4)用SO2的水溶液吸收Br2，反应的离子方程式为SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋，反应中溴的化合价降低，被还原，Br2是氧化剂，二氧化硫是还原剂。 6 $$